清华新闻网3月8日电（通讯员 陈炳旭）立春之日，时隔14年，奥林匹克圣火再次在鸟巢点燃。“银丝带”托举起“大雪花”，橄榄枝秀美，雪花圣洁，二者相向旋转，正如舞者般轻盈优雅。雪花间，圣火点燃，烛照天地，彰显了“一起向未来”的团结向前的力量，叁个冬奥场外火炬台又一次惊艳了全世界。
然而，这样一个极具艺术美学的方案，一开始却被认为在工程上存在很大风险，如何在保证结构强度的基础上兼顾艺术美学成为难题。为此，负责北京冬奥会场外主火炬结构强度与机械传动保障的机械系教授田煜和课题组学生通过构造“雪花”橄榄枝双支撑结构，在为受力结构提供基础的同时，兼顾了美学的表达，最终实现了大尺寸动态雕塑“动”的灵魂。“从参与主火炬台的设计到看见‘大雪花’在全世界面前冉冉升起，那一刻，心里充满了自豪。”
国家体育场外的雪花火炬台
“一年的时间里，不断在做优化和迭代”
薄片状结构，接近五层楼高，连接氢气管线，同时要考虑冰天雪地山间里不时刮起的十级大风，以及突然袭来的低温酷寒……要想保证火炬台强度安全的同时，兼顾整体雕塑的正常转动，难度着实不小。甫一开始，设计团队尝试以雪花为整体形态、橄榄枝作为枝干结构来构建火炬台，这种设计方案自身具有极高的艺术美学。但田煜课题组成员、机械系2017级直博生李新新经过有限元受力分析，发现如果将整个雪花重量都压在细小的橄榄枝条上，其结构强度及工程实现上都存在问题，不得已改换了方案。
提出了新方案，却远非一劳永逸，“这个薄片实在太大了，在风中显得尤为脆弱。”李新新回忆到。估算风阻，筛选结构材料，推算结构强度，优化结构设计……李新新在田煜的指导下反复测算，来来回回不知进行了多少遍。课题组成员反复推敲艺术和工程之间的平衡点，“一直在中间做取舍。很长的一段时间，我们就在美学上和工程上相互做妥协，两头必须都有保证。”田煜课题组成员、机械系2017级直博生李远哲说。
田煜团队与美术学院团队开会讨论方案
整整一年的时间里，田煜牵头组织，与团队骨干教师王子羲、高志，博士生李新新、李远哲一起，共同对方案进行连续优化和迭代。最初在功能上提出调整方案，得到美术学院设计团队和冬奥导演组的反馈后，再从受力结构的角度提出轴承定位方式和零部件选型校核条件，得到设计团队从艺术美感出发的新一轮调整建议，来回往复多次，直到最终大家都满意。
优化前后中心图案的受力分析
将上下橄榄枝条中的叶子与枝条搭接，与内环一道构成主承载结构，其余枝条采用薄钢材降低总体重量，这是田煜课题组充分保证橄榄枝支撑点强度安全、兼顾美学艺术与力学要求的最终方案。“我们提出上下运动支点均采用调心轴承支撑，通过一端固定、一端预紧的轴承定位方式，以提高薄板的刚度，减小变形，降低失稳风险。氢气和电路通过旋转连接器、内部中空管道进入到火炬。大雪花和飘带同心反向旋转，最终实现大尺寸动态雕塑‘动’的灵魂。”田煜这样描述到。
“直到最终完成，才会松一口气”
北京冬奥会开幕式上，由90余个代表团的小雪花引导牌汇聚而成的硕大雪花，在舞台间徐徐飘落，最终于蓝色星球上折射出耀眼的光辉。场馆外，光彩辉映的银丝带和橄榄枝大雪花非匀速双向同心运动，流光溢彩的飞扬姿态间展现圣洁的冰雪之美。“太惊艳了！”李新新感叹道。雪花运转正常，在整个展示过程中与其他元素共同融成了“中国人的浪漫”，想到自己在其中还有一份贡献，李新新倍感自豪：“我仍然会感觉到，雪花当中的某一笔、某一画，曾经就在我的电脑上出现过。”
李远哲也很难忘记那一天，北京大雪，户外的雪花主火炬与纷纷扬扬的雪花交相辉映，星光灯光倾泻，美不胜收。“实话说，这个项目和平常的科研工作差别很大。”讨论项目时田煜老师的感慨言犹在耳，令李远哲印象深刻。在他和田煜看来，平时一般性的科研工作以国家重大需求为导向，更主要的目标还是完善自己学科的发展，但这种国家大事则完全不一样，“这是迫切的国家需求，没有什么好讲的，我们必须尽全力把它做好。”
田煜（左二）与导演团队共同考察火炬台选址
世界瞩望，压力不可谓不大。“安全可靠”成了田煜在攻关之初就浮现在脑海的关键词，一直陪伴他和课题组学生度过了主火炬设计的全过程。
“心上大石落地”的感觉，田煜和李新新、李远哲都感受过很多次。只有不断地优化完善，最后达到预期的要求，心里才能踏实。“不知道哪里会有什么问题，只能预先尽可能把各方面都想到，其实一直到这个环节最终完成，才会松一口气。”“这种国家大事就是如此，得奔着100%去，‘万无一失’四个字，重若千钧。”田煜郑重说道。
“学高为师，身正为范”
田煜在组会之后向课题组讲授党课
“我给大家讲一下十九大报告的精神！”正值十九大闭幕不久，在一次组会上田煜讲起了主题党课，李远哲和其他同学们都有些惊讶，但这也正是田煜的一贯风格。在学生眼中，田煜始终与“又红又专”“自强不息，厚德载物”的清华气质完美契合。
“除了每周科研上的交流指导，田老师还经常身体力行地引导我们了解祖国的科技发展进程、以及背后一代代科学家无私奉献的事迹。在我看来，田老师的这种教育绝不是说教式的，而是自然而然流露出的真情实感。”在田煜的影响下，李远哲积极向党组织靠拢，从当年的入党积极分子，成为如今的班级支部党支书。
田煜在组会上板书
在田煜看来，教育，最关键的始终在于培养人。田煜动员李新新和李远哲参与冬奥火炬台项目的初衷也是如此。他表示，在项目中同学们不仅能综合利用所学的各类知识，还能掌握学科之间交叉融合的尺度，同时也在自己的人生经历中，画下与祖国发展同向同行的浓墨重彩的一笔。“一般的研究课题在完成之后，往往很难在领域内的科技史上留下印记，而像冬奥这样的国家重大项目的价值就在于，你所学知识真的可以服务国家，你也可以铭记它一辈子。”
李新新也很欣慰自己在研究生生涯遇到了田煜，他表示，田煜对他的期待和指引，让他在科研道路上能够稳步向前。“田老师常常跟我们说，不管是老师还是学生，最根本的还是要将个人的发展融入我们国家的发展中，思考我们在整个科技发展中所处的位置。这是我们走好人生道路的关键所在。”得益于田煜在求职季为每位学生设身处地的分析利弊，课题组的毕业生如今在各行各业发光发热。
田煜课题组合影
田煜始终保持“追求卓越”的清华精神，对97视频在线精品国自产拍成为世界一流大学前列的愿景满怀期待。“2050年，现在的年轻人正是年富力强之时，祖国就要靠这群人来建设。我们要成为世界一流的大学，首先就要保证自己的水平跟得上、超得过，得在全世界的教科书上多写上几笔，这才是我们现在培养人应该瞄准的目标。”“‘学高为师，身正为范’，我想这是对田老师最恰当的评价。”李远哲在毕业论文的致谢里，留下了对田煜深情的感谢。
供稿：研工部
编辑：覃霞
审核：詹萌
