时速450公里，科幻高铁问世背后的黑科技功臣

近日，造型科幻的CR450动车组样车在北京发布，这标志着“CR450科技创新工程”取得重大突破，CR450动车组样车运营速度、运行能耗、车内噪声、制动距离等主要指标国际领先。

外观极具未来科技感的CR450可谓内外兼修，其试验速度时速450公里，运营速度时速400公里，制动距离更短、运行稳定性更优，动车组整车运行阻力降低22%、减重10%，并且行车与控制、司机智能交互、安全监控、旅客智能服务等方面得到数字化、智能化升级。

取得这样的成就，与研发团队在技术层面上狠下功夫不无关系。CR450使用永磁、镁合金、碳纤维等新材料，对关键部位加固，同时为整车减重：CR450牵引系统的永磁电机可带电在两千伏以上，转数每秒一百转，功率提高14.5%；碳纤维复合材料，轻量化、高强度、耐高温、抗疲劳，让满载旅客“体重”从500多吨下降到460多吨。材料工程可谓是CR450提速的背后功臣。而为了确保新兴技术应用能够稳定发挥从，研发团队开展了大量测试，这其中模拟试验不仅降低了成本，也大大缩短了测试周期。

材料工程与虚拟仿真的政策支持

生活与生产，只要有人类活动的地方，材料无所不包、无处不在。日常的衣食住行用，我们每天都会碰到诸如金属、橡胶、塑料、陶瓷等众多材料，小到一根针、一个塑料袋、一件衣服，大到交通工具、医疗器械、工程建筑、信息通讯、航天航空，处处都有材料工程的幕后功劳。

作为新一代信息技术的重要前沿方向，虚拟现实将深刻改变人类的生产生活方式。两种新兴技术摩擦碰撞，为未来的生活更加美好点亮希望的火光。

作为国家层面的支持，工信部、教育部等五部门联合印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022-2026年）》以加快虚拟仿真技术与具体行业应用的融合。其指出，在中小学校、高等教育、职业学校建设一批虚拟现实课堂、教研室、实验室与虚拟仿真实训基地，开发一批基于教学大纲的虚拟现实数字课程，强化学员与各类虚拟物品、复杂现象与抽象概念的互动实操，推动教学模式向自主体验升级，打造支持自主探究、协作学习的沉浸式新课堂；并明确支持高等院校加强虚拟现实相关学科专业建设，鼓励产学研合作，推进高校、科研机构与企业联合精准育才，加强人才引进，扩大定向培养，培育一批复合型人才。

材料工程与虚拟仿真的融合发展

材料的研发过程复杂且难度较高，传统的实验方法消耗大、周期长。而以虚拟仿真技术开展实验，对材料工程的研究和教学起到变革推动。其不仅可以减少实体实验的材料损耗，还能够大大缩短实验周期，并通过模拟手段实现对材料在全工况下的测试，达到传统实验无法实现的效果。以类似的方法设计实验课程，用于相关领域人才的培养，有助于满足产业转型的需求。

在这一方面，恒点与高校共同开发了铝合金焊材设计的虚拟仿真实验项目，该实验项目面向产业实际需求，专注于材料工程领域的高素质科技型人才培养。在安全、经济的模拟实验条件下，学生可以通过虚拟操作掌握合金成分的选择、配料算法和熔炼过程，培养创新能力与探索精神，强化理论应用于实践的水平。

除了虚拟仿真实验，恒点还开发出XR交互-资源开发编辑器，其基于零编程、流程化、模块化理念，大大降低了教师制作教材对技术人员的依赖。在此基础上，恒点帮助校方建设智能研创中心，给学校因地制宜定制课程提供便利。

该编辑器兼容主流硬件设备，能够在多种头戴显示设备、台式机、手机、平板等设备上进行多人协同交互式操作，并还允许协同编辑、共同创作，为优质虚拟仿真资源的建设与共享提供了解决方案，更是深化和拓展了开放式教学的内涵。

结语

当前，材料对经济和社会发展的推动作用尤为显著，科幻高铁CR450在材料工程的技术进步助力下突破原有时速瓶颈，正是材料革新推动着人类文明进步的生动例证。具有高科技属性的信息材料、智能材料、能源材料和生命材料，对全球高质量、可持续发展起到了支撑和引领作用。而虚拟仿真应用于材料科学的研究与教学，赋能工业数字化转型，从人才培养层面，推动新材料产业的高质量发展，为实现2035年建成世界科技强国的目标贡献力量。