清華新聞網(wǎng)3月8日電（通訊員 陳炳旭）立春之日,，時(shí)隔14年，奧林匹克圣火再次在鳥(niǎo)巢點(diǎn)燃,。“銀絲帶”托舉起“大雪花”,，橄欖枝秀美，雪花圣潔,，二者相向旋轉(zhuǎn),，正如舞者般輕盈優(yōu)雅。雪花間,，圣火點(diǎn)燃,，燭照天地，彰顯了“一起向未來(lái)”的團(tuán)結(jié)向前的力量,，三個(gè)冬奧場(chǎng)外火炬臺(tái)又一次驚艷了全世界,。
然而，這樣一個(gè)極具藝術(shù)美學(xué)的方案,，一開(kāi)始卻被認(rèn)為在工程上存在很大風(fēng)險(xiǎn),，如何在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上兼顧藝術(shù)美學(xué)成為難題。為此,，負(fù)責(zé)北京冬奧會(huì)場(chǎng)外主火炬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與機(jī)械傳動(dòng)保障的機(jī)械系教授田煜和課題組學(xué)生通過(guò)構(gòu)造“雪花”橄欖枝雙支撐結(jié)構(gòu),，在為受力結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)的同時(shí)，兼顧了美學(xué)的表達(dá),，最終實(shí)現(xiàn)了大尺寸動(dòng)態(tài)雕塑“動(dòng)”的靈魂,。“從參與主火炬臺(tái)的設(shè)計(jì)到看見(jiàn)‘大雪花’在全世界面前冉冉升起,，那一刻，心里充滿了自豪,?！?/span>
國(guó)家體育場(chǎng)外的雪花火炬臺(tái)
“一年的時(shí)間里，不斷在做優(yōu)化和迭代”
薄片狀結(jié)構(gòu),，接近五層樓高,，連接氫氣管線，同時(shí)要考慮冰天雪地山間里不時(shí)刮起的十級(jí)大風(fēng),，以及突然襲來(lái)的低溫酷寒……要想保證火炬臺(tái)強(qiáng)度安全的同時(shí),，兼顧整體雕塑的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，難度著實(shí)不小,。甫一開(kāi)始,，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)嘗試以雪花為整體形態(tài)、橄欖枝作為枝干結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建火炬臺(tái),，這種設(shè)計(jì)方案自身具有極高的藝術(shù)美學(xué),。但田煜課題組成員、機(jī)械系2017級(jí)直博生李新新經(jīng)過(guò)有限元受力分析,，發(fā)現(xiàn)如果將整個(gè)雪花重量都?jí)涸诩?xì)小的橄欖枝條上,，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及工程實(shí)現(xiàn)上都存在問(wèn)題，不得已改換了方案,。
提出了新方案,，卻遠(yuǎn)非一勞永逸，“這個(gè)薄片實(shí)在太大了,，在風(fēng)中顯得尤為脆弱,。”李新新回憶到。估算風(fēng)阻,，篩選結(jié)構(gòu)材料,，推算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……李新新在田煜的指導(dǎo)下反復(fù)測(cè)算,，來(lái)來(lái)回回不知進(jìn)行了多少遍,。課題組成員反復(fù)推敲藝術(shù)和工程之間的平衡點(diǎn)，“一直在中間做取舍,。很長(zhǎng)的一段時(shí)間,，我們就在美學(xué)上和工程上相互做妥協(xié)，兩頭必須都有保證,?！碧镬险n題組成員、機(jī)械系2017級(jí)直博生李遠(yuǎn)哲說(shuō)。
田煜團(tuán)隊(duì)與美術(shù)學(xué)院團(tuán)隊(duì)開(kāi)會(huì)討論方案
整整一年的時(shí)間里,，田煜牽頭組織,，與團(tuán)隊(duì)骨干教師王子羲、高志,，博士生李新新,、李遠(yuǎn)哲一起，共同對(duì)方案進(jìn)行連續(xù)優(yōu)化和迭代,。最初在功能上提出調(diào)整方案，得到美術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和冬奧導(dǎo)演組的反饋后,，再?gòu)氖芰Y(jié)構(gòu)的角度提出軸承定位方式和零部件選型校核條件,，得到設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從藝術(shù)美感出發(fā)的新一輪調(diào)整建議，來(lái)回往復(fù)多次,，直到最終大家都滿意,。
優(yōu)化前后中心圖案的受力分析
將上下橄欖枝條中的葉子與枝條搭接，與內(nèi)環(huán)一道構(gòu)成主承載結(jié)構(gòu),，其余枝條采用薄鋼材降低總體重量,，這是田煜課題組充分保證橄欖枝支撐點(diǎn)強(qiáng)度安全、兼顧美學(xué)藝術(shù)與力學(xué)要求的最終方案,。“我們提出上下運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)均采用調(diào)心軸承支撐,，通過(guò)一端固定、一端預(yù)緊的軸承定位方式,，以提高薄板的剛度,，減小變形，降低失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn),。氫氣和電路通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接器,、內(nèi)部中空管道進(jìn)入到火炬。大雪花和飄帶同心反向旋轉(zhuǎn),，最終實(shí)現(xiàn)大尺寸動(dòng)態(tài)雕塑‘動(dòng)’的靈魂,。”田煜這樣描述到,。
“直到最終完成,，才會(huì)松一口氣”
北京冬奧會(huì)開(kāi)幕式上，由90余個(gè)代表團(tuán)的小雪花引導(dǎo)牌匯聚而成的碩大雪花,，在舞臺(tái)間徐徐飄落,，最終于藍(lán)色星球上折射出耀眼的光輝。場(chǎng)館外,，光彩輝映的銀絲帶和橄欖枝大雪花非勻速雙向同心運(yùn)動(dòng),，流光溢彩的飛揚(yáng)姿態(tài)間展現(xiàn)圣潔的冰雪之美。“太驚艷了！”李新新感嘆道,。雪花運(yùn)轉(zhuǎn)正常,，在整個(gè)展示過(guò)程中與其他元素共同融成了“中國(guó)人的浪漫”，想到自己在其中還有一份貢獻(xiàn),，李新新倍感自豪：“我仍然會(huì)感覺(jué)到,，雪花當(dāng)中的某一筆、某一畫(huà),，曾經(jīng)就在我的電腦上出現(xiàn)過(guò),。”
李遠(yuǎn)哲也很難忘記那一天,，北京大雪,，戶外的雪花主火炬與紛紛揚(yáng)揚(yáng)的雪花交相輝映，星光燈光傾瀉,，美不勝收,。“實(shí)話說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目和平常的科研工作差別很大,?！庇懻擁?xiàng)目時(shí)田煜老師的感慨言猶在耳，令李遠(yuǎn)哲印象深刻,。在他和田煜看來(lái),，平時(shí)一般性的科研工作以國(guó)家重大需求為導(dǎo)向，更主要的目標(biāo)還是完善自己學(xué)科的發(fā)展,，但這種國(guó)家大事則完全不一樣,，“這是迫切的國(guó)家需求，沒(méi)有什么好講的,，我們必須盡全力把它做好,。”
田煜（左二）與導(dǎo)演團(tuán)隊(duì)共同考察火炬臺(tái)選址
世界矚望,，壓力不可謂不大,。“安全可靠”成了田煜在攻關(guān)之初就浮現(xiàn)在腦海的關(guān)鍵詞,，一直陪伴他和課題組學(xué)生度過(guò)了主火炬設(shè)計(jì)的全過(guò)程,。
“心上大石落地”的感覺(jué)，田煜和李新新,、李遠(yuǎn)哲都感受過(guò)很多次,。只有不斷地優(yōu)化完善，最后達(dá)到預(yù)期的要求,，心里才能踏實(shí),?！安恢滥睦飼?huì)有什么問(wèn)題，只能預(yù)先盡可能把各方面都想到,，其實(shí)一直到這個(gè)環(huán)節(jié)最終完成,，才會(huì)松一口氣?！薄斑@種國(guó)家大事就是如此,，得奔著100%去，‘萬(wàn)無(wú)一失’四個(gè)字,，重若千鈞,。”田煜鄭重說(shuō)道,。
“學(xué)高為師,，身正為范”
田煜在組會(huì)之后向課題組講授黨課
“我給大家講一下十九大報(bào)告的精神！”正值十九大閉幕不久,，在一次組會(huì)上田煜講起了主題黨課，李遠(yuǎn)哲和其他同學(xué)們都有些驚訝,，但這也正是田煜的一貫風(fēng)格,。在學(xué)生眼中，田煜始終與“又紅又?！薄白詮?qiáng)不息,，厚德載物”的清華氣質(zhì)完美契合。
“除了每周科研上的交流指導(dǎo),，田老師還經(jīng)常身體力行地引導(dǎo)我們了解祖國(guó)的科技發(fā)展進(jìn)程,、以及背后一代代科學(xué)家無(wú)私奉獻(xiàn)的事跡。在我看來(lái),，田老師的這種教育絕不是說(shuō)教式的,，而是自然而然流露出的真情實(shí)感?！痹谔镬系挠绊懴?，李遠(yuǎn)哲積極向黨組織靠攏，從當(dāng)年的入黨積極分子,，成為如今的班級(jí)支部黨支書(shū),。
田煜在組會(huì)上板書(shū)
在田煜看來(lái)，教育,，最關(guān)鍵的始終在于培養(yǎng)人,。田煜動(dòng)員李新新和李遠(yuǎn)哲參與冬奧火炬臺(tái)項(xiàng)目的初衷也是如此。他表示,，在項(xiàng)目中同學(xué)們不僅能綜合利用所學(xué)的各類(lèi)知識(shí),，還能掌握學(xué)科之間交叉融合的尺度,，同時(shí)也在自己的人生經(jīng)歷中，畫(huà)下與祖國(guó)發(fā)展同向同行的濃墨重彩的一筆,?！耙话愕难芯空n題在完成之后，往往很難在領(lǐng)域內(nèi)的科技史上留下印記,，而像冬奧這樣的國(guó)家重大項(xiàng)目的價(jià)值就在于,，你所學(xué)知識(shí)真的可以服務(wù)國(guó)家，你也可以銘記它一輩子,?！?/span>
李新新也很欣慰自己在研究生生涯遇到了田煜，他表示,，田煜對(duì)他的期待和指引,，讓他在科研道路上能夠穩(wěn)步向前?！疤锢蠋煶３８覀冋f(shuō),，不管是老師還是學(xué)生，最根本的還是要將個(gè)人的發(fā)展融入我們國(guó)家的發(fā)展中,，思考我們?cè)谡麄€(gè)科技發(fā)展中所處的位置,。這是我們走好人生道路的關(guān)鍵所在?！钡靡嬗谔镬显谇舐毤緸槊课粚W(xué)生設(shè)身處地的分析利弊,，課題組的畢業(yè)生如今在各行各業(yè)發(fā)光發(fā)熱。
田煜課題組合影
田煜始終保持“追求卓越”的清華精神,，對(duì)清華大學(xué)成為世界一流大學(xué)前列的愿景滿懷期待,。“2050年,，現(xiàn)在的年輕人正是年富力強(qiáng)之時(shí),，祖國(guó)就要靠這群人來(lái)建設(shè)。我們要成為世界一流的大學(xué),，首先就要保證自己的水平跟得上,、超得過(guò)，得在全世界的教科書(shū)上多寫(xiě)上幾筆,，這才是我們現(xiàn)在培養(yǎng)人應(yīng)該瞄準(zhǔn)的目標(biāo),。”“‘學(xué)高為師,，身正為范’,，我想這是對(duì)田老師最恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)?！崩钸h(yuǎn)哲在畢業(yè)論文的致謝里,，留下了對(duì)田煜深情的感謝,。
供稿：研工部
編輯：覃霞
審核：詹萌
