掌声背后的孜孜以求——记全国大学生结构设计竞赛兰州大学代表队

五月的校园草木蔓发，兰州大学榆中校区高远楼的实验室里，三位少年正不舍昼夜，一遍一遍计算数据，设计结构、搭建模型、试验荷载、优中选优，为全国大学生结构设计竞赛紧张准备着。

2014年，由兰州大学土木工程与力学学院武生智教授带队、王亚军担任指导教师首次组建队伍代表学校参加“第八届全国大学生结构设计竞赛”并获得三等奖，此后学校连年在该比赛中获得佳绩。2023年，该团队以作品“凝力菁工”再次斩获全国大学生结构设计竞赛二等奖，并荣获大赛“优秀组织奖”。

“从零开始的探索与琢磨”

万事开头难。在参赛的最初几年，队员们面临的最大问题是缺乏丰富的结构设计经验与工艺制作经验。

在结构设计中，杆件的制作最为基础，也直接关系着模型的质量与荷载，只有模型质量越小，承载的荷载越重，得分才会越高。最初制作杆件时，队员们直接用四条宽1厘米的竹皮粘接形成长方体杆件，这样的杆件不仅竹皮本身质量重，粘接所需的大量胶水也会增加杆件的重量。

而且一旦粘接不够牢固，稍微施压就会破坏模型结构。在这个过程中，队员们日复一日地制作模型与思考产生了新的灵感。“有一天，我突然想到可以把薄的竹皮用刀背划出折叠线，沿三条折叠线卷起的箱形杆件直径就只有4毫米。”这样的发现让2017年参加全国赛的队员李毅豪和队友信心倍增。

事实上，成功的经验很重要，但失败的经验更为珍贵。2018年，全国大学生结构设计竞赛在华南理工大学举办。赛时，队员们按照设计的预定方案进行模型制作后进行晾置，本以为万无一失，但第二天发现受南方潮湿天气影响，粘接杆件的胶水没有干透，所选竹皮受潮后结构强度也发生了变化，导致模型整体稳定性较差，未能拿到名次。

参赛队员黄鸿伟说，虽然受天气影响没有在国赛中拿到名次，但通过参赛，队员们不断学习其他团队的成熟经验，为后来的参赛积累了丰富的经验。在摸索之中，参赛队员或成功或失败的经验都为后来者垫下基石，通过经验的积累和传递，参赛工艺越来越成熟，结构越来越稳定，模型越来越轻巧，所承荷载越来越重。

“成功源于无数次的返工重造”

读懂赛题是摆在参赛队员面前的第一个难题。每年赛题都会在比赛前几个月公布，二十多页的赛题涵盖命题背景、模型要求、加载装置、现场制作、待定参数等内容。“如果某一句话没有理解透彻，就会对比赛结果造成很大影响。”王亚军说。

在深入理解赛题要求之后，便可以根据赛题要求运用麦达斯等模型分析软件进行结构设计。最后也是最重要的一步，按照软件模拟的结构进行实体模型的制作，并通过荷载试验不断进行优化改进。“制作的模型越多，验证的方案越多，尝试的思路越多，结构才越近于完美。”这是王亚军对队员们的要求。

“有时候要给模型结构做加法，有时候又要做减法，加的是更合理的东西，减掉的是一些不重要的东西，这就需要通过一次次试验去发现哪些是重要的，哪些是不重要的。”李毅豪说，在参加省赛前，他们准备的模型有100克，这个重量对他们而言已经非常轻了。但当听说其他参赛队伍模型质量做到了40克，而且能够荷载的重量远超过他们，这让团队一下慌了。

“听到这个消息，我们一遍又一遍地想哪里还可以优化。直到半夜，灵感突然来了，题目中说要做一个柱体，但并没有说用竹皮做柱体，我们或许可以用白线代替竹皮。”李毅豪用剪刀把之前用竹皮做的柱体剪下来，让模型再次承重，发现中间的柱体对荷载的重量确实没有影响，这就验证了他的设想可行。

“这个发现让我们的模型重量减了整整30克。”李毅豪说，正是在一遍遍推翻重来的过程中，队员们对赛题的理解更深刻、对结构的认识更具体、对工艺的打磨更精细、对模型的制作也更纯熟。

“船要行稳致远，离不开舵手操控方向”

为提高学生对结构设计的兴趣，土木工程与力学学院自2021年开设学校通识课《建筑美学》。在这一课程中，王亚军将结构模型设计的相关内容穿插入授课之中，吸引了大量来自不同专业的同学。

“在课堂上，我会让同学们用纸材料、白乳胶、刷子等现场制作小框架，选课的人每次都很多。”王亚军说，不少学生因课结缘，走进了结构设计的试验室，并逐步参与到全国大学生结构设计竞赛校赛、省赛、国赛的层层选拔之中。

在多年的参赛过程中，王亚军一直扮演着舵手的角色。在选拔队员时，他会综合考虑不同学生的优势与特长，选拔能够共同协作、优势互补。“亚军老师工程经验比较丰富，但是他不会直接告诉我们应该怎么做，而是启迪和发散思维，鼓励我们探索不同的解决方案。”李嘉轩说。

在备赛过程中，王亚军会定期检查模型制作情况，与队员们一起完成加载试验，观察破坏过程、找寻破坏原因，提供中肯的建议和指导。在比赛时，进行加载试验是队员们最紧张的一个环节。王亚军又化身心理按摩师，给队员们加油打气，帮他们舒缓压力。

在王亚军的悉心指导下，队员们全心投入，快速成长。“备赛乃至参赛的过程确实很辛苦，也很刻骨铭心，纯粹地参与到这件事时，我们既感受着结构模型独特的美，也会在做出成品的时候涌起强烈的成就感。”回首参赛过程，现已博士三年级的李毅豪感叹道。（中国教育报-中国教育新闻网记者 尹晓军 通讯员 王文钰 谢颖）

作者：尹晓军 王文钰 谢颖