许平:设计师要站在先进生产力的最前端

《设计》:2019年是新中国成立70周年,改革开放的第41年,在这70年中,中国设计取得了长足的发展。请您从自己的专业角度出发,谈一谈给您留下深刻印象的几个时间节点和事件。许平:这段历史当中,“设计”最大的变化就是从“潜学”变成了“显学”,从一个不为人知的学科变成了一个受到广泛关注的、被寄予厚望的学科。

建构多种文化感受与思考的亚洲设计平台——许平谈“设计与文化”

《设计》:您最近在主导“亚洲设计文化基因在线平台”,能否简单介绍一下这个平台及其搭建初衷是什么?许平:自从20世纪50年代雷蒙·威廉斯(Raymond Henry Williams,1921-1988)将“文化”与工业社会的观念问题并列以来,关于文化的定义及其社会影响的争论就始终处于时代关注的中心,正如威廉斯所说,“‘文化’一词的发展记录了我们对社会、经济、政治生活领域的这些变革所做出的一系列重要而持续的反应,因此,‘文化’本身就可以看作是一幅特殊的地图,借助它,我们可以对这种种历史变革的本质进行探索。”

许平:一个好的大赛应该在行业中起到灵魂的作用

《设计》:请介绍下您与中国设计红星奖的渊源。许平:中国设计红星奖的设立应该是中国当代设计发展的历史进程中一件值得认真关注的事。在当代中国,对于设计实践者、设计组织者、设计推动者是如此,对于设计研究者更是如此。我对于中国设计“红星奖”是有特别的感情的,从2006年开始到现在,已经到了第16年头了。我从2006年就开始介入,从一开始的定位、主张、评审、标准,专家团……我参与了它的前期策划,初期的评审,一直到最近连续几年都参与这个过程,从征集主题到评审完成、奖品问世,都有参与。

地铁列车刨削式防爬吸能结构冲击力平稳行为参数优化

为提升地铁列车在碰撞过程的平稳性和耐撞性,提出一种刨削式吸能防爬器。该吸能结构因其抗偏载能力强,结构紧凑等优点被广泛应用于地铁列车的端部吸能结构中。以某型地铁列车的刨削式防爬器为研究对象,使用有限元仿真的方式建立该吸能结构的对称简化模型,并结合台车冲击的试验数据验证有限元模型的准确性;通过数值仿真的方式,将刨刀前角(α)、刨刀后角(β)、刨刀宽度(w)和刨削深度(d)作为输入变量,以总吸能量(E_(A))和吸能阶段的平均刨削力(M_(PF))为耐撞性指标,以样本方差(S^(2))作为考核参照,通过全因子法对输入变量进行参数化分析;在此基础上,利用径向基函数构建代理模型,并采用多目标遗传算法(MOGA)对该吸能结构的主要设计参数进行优化设计,以确定结构参数的最佳的配置方案。研究结果表明:在该型刨削式防爬吸能结构的主要设计尺寸参数中,β对E_(A)、M_(PF)以及S^(2)的影响均不明显;α对MPF、E_(A)呈负相关,同时与S^(2)呈正相关;w和d对E_(A)与M_(PF)呈正相关、与S^(2)呈负相关;通过优化设计得到的吸能结构的最优的参数设计方案中:d为3.94 mm;α为7.78°,w为34 mm;最优设计方案的E_(A)提高了5.91%,M_(PF)提高了5.89%,S^(2)降低了45.4%,耐撞性与平稳性得到了提高。研究结果可为地铁列车刨削式防爬吸能结构的设计提供工程参考。

过盈配合工况下收缩管吸能特性分析及结构参数优化

轨道车辆收缩管在轴向冲击载荷及过盈配合下的吸能特性是吸能结构研究中的重要课题,其吸能过程依靠收缩管与锥形衬套之间的摩擦做工及收缩管的塑性变形实现,过盈配合通过影响收缩管与衬套间的接触力提高收缩管的能量耗散。为提高收缩管的吸能特性,研究过盈配合对吸能能力的影响,采用试验与有限元模型相结合的方法,基于多目标优化算法获取包括过盈量在内的收缩管最优结构参数。进行空心轴与轴套过盈静压试验,验证接触力理论公式的正确性;利用台车冲击试验研究收缩管碰撞过程中的吸能特性,构建有限元模型进行验证;推导过盈配合条件下收缩管接触表面压力的理论模型;使用全因子和Hammersley设计方法对过盈配合工况下收缩管结构参数进行研究,包括厚度(T)、过盈量(I_(ntf))、锥角长边(α_(x))和收缩比(R_(atio))。基于此,利用移动最小二乘法(MLSM)构建峰值力(PCF)、比吸能(SEA)和平均力(MCF)的近似模型。主效应分析表明,收缩比对PCF、SEA和MCF的影响最为显著。以获取最小PCF、最大SEA以及MCF最接近设计要求650 kN为优化目标,进行全局响应面(GRSM)优化,获得最优结构配置,与初始设计相比,SEA提高28.54%,PCF降低12.37%。代理模型最优解得出的MCF与有限元模型误差为2.01%,证明构建的代理模型具有较高的精度,可用于优化计算。优化后的结构有效提高了收缩管的吸能能力,降低了碰撞的初始峰值力。

机车前端薄壁吸能管仿真模型模糊参数的支持向量回归反求

为了获得影响耐撞性结构有限元计算精度的准确模型参数,提高冲击仿真的准确性,提出一种基于支持向量回归(support vector regression,SVR)模型进行参数优化反求的方法。以一种机车前端防爬结构中的预压薄壁吸能圆管为研究对象建立有限元模型,进行台车冲击试验验证仿真模型准确性。通过拉丁超立方试验设计驱动有限元模型进行少量计算获得数据集,有限元模型中的模糊参数为输入变量,计算与试验载荷的差异为目标响应,通过SVR方法构建映射关系,并采用增强精英保留遗传算法(strengthen elitist genetic algorithm,SEGA)对超参数进行优化,确定SVR模型最佳配置;通过该最优SVR模型再次使用SEGA优化反求,获得最佳模糊参数组合。使用这组参数组合设置有限元模型,其仿真结果相较初始计算耐撞性指标和载荷曲线匹配程度都得到了提高。研究结果为有限元模型中模糊参数的准确设定、碰撞仿真的精度提升提供了一种新的思路。

不同初始姿态下城际列车车钩碰撞特性及脱轨风险分析

列车碰撞时车钩缓冲装置经常存在初始姿态偏置,影响列车运动姿态,增加脱轨风险。本文以某城际列车全自动车钩为研究对象,建立车钩非线性有限元模型,并与台车冲击试验进行对比验证,在此基础上建立城际列车头车对撞模型,研究初始位移偏置和角度偏转对车钩的碰撞特性及列车脱轨风险的影响。研究结果表明:随着初始偏置及偏转程度的增加,车钩点头角及摇头角稳定值逐渐增大,且不同初始姿态对车钩转角的影响程度不同,点头角对初始垂向偏置和点头偏转较为敏感,摇头角对初始横向偏置和摇头偏转较为敏感。此外,初始姿态对主动车的轮对抬升有重要影响,当车钩点头角随偏置及偏转增大而明显增大时,车体所受垂向力增加,转向架轮对抬升量变大,列车更易出现脱轨现象。

茂金属聚乙烯薄膜料的结构与性能研究

采用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(^(13)C-NMR)、连续自成核退火热分级(SSA)、动态旋转流变等分析方法对3种茂金属聚乙烯(PE)薄膜料的结构与性能进行了研究。结果表明:这3种茂金属薄膜料密度较为接近。但由于使用了不同类型的茂金属催化剂,它们的结构和性能存在着一定的差异。使用宽分布茂金属催化剂生产的PE薄膜料,具有相对较宽的相对分子质量分布,熔流比高,并且含有一定量的长支链结构,因此具有优异的加工性能。而使用窄分布茂金属催化剂生产的薄膜料,其相对分子质量较高且分布较窄,这使得其熔体强度较高,但制备的薄膜“鱼眼”数量较多。

微小RNA-155和白细胞介素-6在子痫前期极早产新生儿中表达水平的差异及临床意义

目的观察微小RNA-155(miR-155)mRNA和白细胞介素-6(IL-6)在子痫前期极早产新生儿中表达水平的差异及临床意义。方法选择2021年1月至12月聊城市人民医院产科收治的28例子痫前期孕母分娩极早产新生儿〔胎龄<32周和(或)体质量<1500 g〕作为观察组,以同期本院住院治疗其他原因导致的极早产儿26例作为对照组。收集患儿相关电子病历临床资料,包括极早产儿和孕母一般情况(性别、胎龄、出生体质量、有无子痫前期等)、有创通气比例、支气管肺发育不良(BPD)比例、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和早发脓毒症发生率、白细胞计数(WBC)、中性粒细胞计数(NEUT),以及出生后脐动脉血清中miR-155 mRNA表达、IL-6水平,并比较两组上述指标的差异。采用Pearson相关性分析法分析miR-155、IL-6水平的相关性。结果观察组出生体质量明显低于对照组(kg:1.21±0.22比1.32±0.33,P<0.05),有创通气、BPD、ARDS比例和脓毒症发生率均明显高于对照组〔有创通气比例:75.0%(21/28)比57.7%(15/26),BPD比例:35.7%(10/28)比11.5%(3/26),ARDS发生率:100.0%(28/28)比84.6%(22/26),脓毒症发生率:71.4%(20/28)比53.8%(14/26),均P<0.05〕,miR-155 mRNA表达和IL-6水平均明显高于对照组〔miR-155 mRNA(2-ΔΔCt):0.93±0.18比0.17±0.03,IL-6(ng/L):73.84(33.44,429.00)比19.05(9.30,47.20),均P<0.05〕。Pearson相关性分析显示:miR-155和IL-6水平呈明显正相关(r=0.782,P<0.01)。两组随出生时间延长,WBC和NEUT均逐渐降低,观察组出生后各时间点WBC和NEUT比较差异均有统计学意义,出生后48 h和72 h均明显低于出生后24 h(均P<0.05)。观察组出生后24、48和72 h WBC均明显低于对照组(×109/L:出生后24 h为7.85±2.44比12.28±6.81,出生后48 h为7.31±3.53比10.98±7.91,出生后72 h为4.97±2.05比7.82±4.65,均P<0.05),NEUT仅出生后24 h和48 h两个时间点观察组明显低于对照组(×109/L:出生后24 h为4.13±1.93比7.45±5.67,出生后48 h为3.96±2.64比6.89±6.24,均P<0.05)。结论子痫前期极早产新生儿出生时机体内miR-155 mRNA表达、IL-6水平明显上调,机体炎症反应紊乱,对早期评估病情有一定价值。

轻量化高速列车制动盘材料-结构研究进展

400 km/h高速列车紧急制动的强热负荷,导致制动盘温升高、温度分布梯度大和热衰减强,已超出钢质制动盘能载极限,开发耐高温强耐磨的制动盘材料,同时提升制动盘通风散热能力成为制动技术发展瓶颈。综述高速制动盘材料从高强度铸钢和锻钢、轻量化铝基复合材料至耐高温耐磨碳陶复合材料和表面改性技术发展历程,随着碳陶复合材料的台架试验和表面改性技术的摩擦磨损试验研究的深化,表面改性轻质复合材料是制动盘材料未来发展方向。概述通风制动盘内部散热层散热筋结构形貌优化、摩擦层表面耐磨性能改善的发展现状,内部散热筋由直通道设计逐渐演化为弯曲、支柱以及分形通道,镂空结构能更好地加速空气流动提高散热;表面摩擦层引入打孔或划线,更易于摩擦粉尘的抛离从而稳定摩擦因数,保持制动效果;但复杂通风导流结构和打孔划线增加了制备工艺的难度,提出高速制动盘结构构型设计需要综合材料热力学性能、制备工艺及耐热耐磨需求,形成材料-结构-功能—体化设计理念,为实现更高速的制动盘优化设计提供参考。

热处理工艺对SLM打印波纹管耐撞性影响

为了获得稳定的轴对称变形模式和较好的耐撞性,设计轴向轮廓为正弦曲线的薄壁锥形波纹管。采用SLM制备AlSi10Mg合金试样和波纹管,并进行拉伸实验和波纹管轴向压溃实验,采用实验和数值仿真研究退火、固溶和T6热处理对波纹管轴向压缩下耐撞性的影响。研究结果表明:265℃退火热处理后,波纹管在静压下出现裂纹失效,与未热处理相比,AlSi10Mg合金试样经T6热处理后伸长率由4.7%提升至13.8%,拉伸强度由413.2 MPa降低至135.3 MPa。波纹管压溃力波动范围随伸长率增加而减小。经265℃、2 h退火处理后,波纹管峰值力达到最大为7.11 kN,压溃力波动幅值最大,压溃力效率为65.9%。经T6热处理后,波纹管峰值力降到最小,为4.75 kN,压溃力波动为所有波纹管中最小,吸能量最少,为279.12 J。与T6热处理相比,经295℃、3 h退火热处理后,波纹管平均压溃力达到5.09 kN,提升了16%,吸能量达到最大,为341.24 J,提升了18.5%。为了提升SLM打印的波纹管耐撞击性能,热处理工艺需要在保证伸长率的同时尽量提高材料强度。

许平国画作品

许平1967年出生于广东澄海。1992年毕业于华南师范学院美术系，1996年结业于广州美术学院中国画专业研究生课程班。现为广东省仲恺农业技术学院艺术设计系美术讲师。作品《梦蝶》入选第二届全国漆画作品展（2007），《金色池塘》入选广东美术慈善创作大赛（2007）。

许平 设计公司小微化

毫无疑问，他是推动中国设计产业与创意产业发展的排头兵。虽然置身教育界多年，但他每次亮相，每次发言，都会引起设计行业的关注。他的观点严谨、独到、鲜明。从《民间工艺的审美价值》到《创意产业的中国崛起》，在中国设计产业发展的不同阶段，从他的学术观点中提炼出的名号，总代表着当时讨论的焦点——他就是许平。

弧形髋臼截骨术对腰椎生物力学影响

目的建立健康志愿者、髋关节发育不良(development dysplasia of the hip,DDH)患者手术前后股骨-骨盆-腰椎模型,研究弧形髋臼截骨术对腰椎生物力学影响。方法利用CT扫描获取4名DDH患者手术前后以及1名健康志愿者股骨-骨盆-腰椎DICOM数据,构建三维有限元模型。在Geomagic中采用偏移命令划分皮质骨与松质骨,在SolidWorks中添加腰椎软骨、骶髂关节、耻骨联合等软骨,在ANASYS中对模型进行有限元分析,步态为慢走中的单腿支撑中期相。分析对比DDH患者手术前后腰椎生物力学变化,将患者术后腰椎生物力学数据与健康志愿者进行对比。结果建立了4组患者和1组健康志愿者股骨-骨盆-腰椎模型,模型在各工况下结果均在所参考的文献范围内,证明模型有效。患者术后腰椎、股骨颈、纤维环与髓核所受应力远小于患者术前的状态,患者术后腰椎、股骨颈、纤维环与髓核所受应力与健康志愿者相近。结论弧形髋臼截骨术在治疗DDH后会显著降低腰椎、椎间盘所受应力,纤维环与髓核受力也更加均匀,说明弧形髋臼截骨术会将患者调整到健康状态。研究结果为临床治疗DDH提供了生物力学依据,有助于优化手术方案。

探索高职院校多元化关心下一代工作的实践方法

高职院校关心下一代工作委员会(下文简称关工委)在培养专业技术人才方面起着重要作用。为适应新时期社会经济发展需要,关工委应当与时俱进,积极探索多元化的实践举措和工作方法。一是发挥老、中、青教职工多元化的协调作用,营造全员关心下一代、全员育人的工作合力;二是合理设计线上、线下相结合的关心下一代工作项目,探索线上、线下全面关心下一代和全面育人的有效方法;三是增加家校、校企、校内外相互联动的机会,构建全过程关心下一代和全程育人的工作机制。

轨道交通研究生“学科交叉”培养影响因素及对策研究

轨道交通学科群研究生“学科交叉”培养模式是当前高等教育领域的研究热点之一,旨在探讨该培养模式的影响因素和解决方案,以促进学生跨学科思维和综合能力的培养。学科交叉培养涉及多个学科的知识和技能,对学生而言学习负担较大。学校和教师应合理规划课程设置,减轻学生负担。学科交叉培养中存在学科交流和合作的障碍。需加强师资队伍建设,培养具备跨学科背景和能力的教师。学科交叉培养中学科边界不清晰的问题亦需解决。学校和教师应加强教学设计和规划,明确学科边界和学习目标。轨道交通学科群研究生“学科交叉”培养模式具有重要意义和挑战。通过合理规划课程设置、加强师资队伍建设、提供学习支持和指导、促进学科交流和合作,以及明确学科边界和加强评估机制,能够有效克服困难和挑战,培养具备跨学科思维和综合能力的优秀人才。这将为轨道交通领域的发展和创新注入新动力,推动“学科交叉”培养模式的进一步发展和实施。

基于机器视觉的镍板表面气孔分割算法研究

针对金属镍板表面气孔缺陷检测存在分割目标堆叠和分割线偏移等问题,提出了一种基于机器视觉的镍板表面气孔分割方法,以质心标记计算距离图。该算法采用工业相机构建机器视觉系统,获取镍板表面图像。通过分段线性灰度变换抑制不感兴趣区域,其次对G通道分量进行自适应阈值分割、形态学处理等提取气孔区域,然后图像作差提取出极小值标记,以极小值标记的质心计算距离图并分水岭分割。实验结果表明,该算法气孔正确分割率达94.7%,同时能够获得更准确的气孔分割效果。

地铁列车碰撞姿态辅助保护装置的设计与优化

为提高地铁列车耐撞性,降低碰撞姿态造成的二次损伤,提出一种控制列车碰撞姿态的辅助保护装置(抱轨装置)。首先,设计抱轨装置的几何结构并定义抱轨装置的力学特性,采用动力学方法建立8编组地铁列车的碰撞模型;其次,结合实验验证仿真模型的准确性,研究抱轨装置对列车碰撞姿态的影响;再次,提出3种不同的抱轨装置安装方案,对比分析得到经济且有效的方案;最后,基于EN15227:2008标准对方案进行耐撞性评估,基于多目标遗传算法对抱轨装置的设计参数进行优化。研究结果表明:当钩状抱轨装置安装在车体质心正下方时,在满足控制列车碰撞姿态的要求的前提下,可以不占用车体太大的空间,满足EN15227:2008中耐撞性考核指标,是经济且有效的方案;当距离车体质心的纵向相对位移d_(install)=10000 mm,抱轨装置静止阶段距离x_(1)=9.47 mm,抱轨装置线性阶段刚度k_(1)=5000 N/mm时,列车的车体和轮对的最大垂向抬升量最小,取到最优值,最大轮对位移抬升量d_(max)=13.87 mm,列车车体最大俯仰角θ=3.12°。

基于平台力波动的压溃管结构参数优化设计

在列车碰撞时,车钩缓冲装置是最先开始发生变形的部分,其能量吸收特性、压溃平稳性会影响后续列车碰撞的动态行为特性。为提高车钩缓冲装置在碰撞过程中压溃的平稳性,采用基于模型的多目标遗传算法的优化方法,研究车钩压溃管吸能结构碰撞力学参数的最优配置。通过建立车钩压溃管仿真模型,分析比对仿真模型与试验测试的力学曲线,采用样本方差S2体现平台力波动,分析压溃管厚度T,加压管锥角α和加压管外半径r对比吸能(Sea)、平台力(Favg)和平台力波动(S2)的影响。将Sea,|Favg-1200|作为评价指标,S2作为约束,基于试验设计采用径向基函数法建立T,α和r关于Sea和|Favg-1200|的响应面模型,并基于模型采用多目标遗传算法对车钩压溃管结构的力学参数进行多目标优化,通过多目标优化的帕累托前沿得到了车钩压溃管的最优参数配置。研究结果表明:在所有的设计变量中,加压管外半径r对Sea的影响最大,压溃管厚度T对Favg影响最大,加压管外半径r对S2影响最大。除加压管外半径r对S2是负相关的关系,其余变量对Sea,Favg和S2都是正相关的关系。在最优参数配置下Sea提高了12.16%,Favg提高了8.35%,S2下降了58.47%,吸能量提高了6.34%。优化后的力学参数配置方案提高了车钩的吸能量,降低了压溃管平台力的波动,提高了车钩压溃管在碰撞过程中压溃的平稳性。