蒋咏秋
蒋咏秋(1920年9月10日-2021年1月4日),出生于江苏武进,毕业于美国明尼苏达大学,复合材料力学家,西安交通大学教授,陕西省西安市政协原副主席。
他对纤维增强层复合材料的疲劳、损伤与寿命估算,提出了细观力学模型,著有《塑性力学基础》《弹性力学基础》等。2021年1月4日,蒋咏秋在美国逝世,享年101岁。
基本信息
- 中文名
蒋咏秋
- 国籍
中国
- 民族
汉族
- 出生日期
1920年9月
- 出生地
江苏常州
- 毕业院校
- 职称
教授
概述
蒋咏秋,1920年9月生于厚余。1942年毕业于武汉大学土木工程系。1947年考取美国明尼苏达大学土木工程系攻读研究生。1950年获博士学位。1951年回国后,长期在西安交通大学任教,历任数理力学系副主任、工程力学系主任,教授。1997年起任美国明尼苏达大学客座教授。有《弹性力学基础》等多部著作,并在国内外学刊上发表多篇学术论文。曾任陕西省科协副主席、陕西省力学学会副理事长,现任中国复合材料学会常务理事、西安市政协副主席、九三学社西安市主任委员。享受政府特殊津贴。
简介
蒋咏秋,1920年9月10日出生于江苏省常州市武进县。少年时期正值军阀混战,故而经常停学逃难。七七事变后,沪战相继爆发,家乡沦陷,他自己流亡至四川,被收容在合川县四川中学读高中。国耻家仇,促使他刻苦学习,后以全班第一名的成绩保送到西北工学院学习。他立志“航空救国”,就读于航空工程系,后又转入当时迁到四川乐山县的武汉大学土木工程系学习。在艰苦的学习环境中,又以全系最优成绩于1942年获得工学士学位。抗日战争胜利后,他考取自费留学。1947年到美国明尼苏达大学攻读硕士及博士学位,主修结构力学,副修工程数学,仅以一学年的时间获得了硕士学位,并获得凯文奖学金。继之,又用了两年时间以优异成绩获得了博士学位。毕业后,在美国明尼阿波利斯市哥尔多建筑结构设计事务所任工程师,从事房屋结构应力分析和设计工作。他设计的许多工厂、学校、教堂至今完好地耸立在美国明尼苏达州的各地。
中华人民共和国成立后,祖国号召在国外的留学生回国参加建设。伍修权在联合国大会的发言,激荡了他的心。这时,西北农学院向他发了聘书,他谢绝了美国师长、同学及同事们的挽留,抛弃了优厚的生活待遇和工作条件,毅然于1951年1月回国,并自愿到环境较艰苦的西北地区工作,担任西北农学院水利系主任及教授。他开设结构力学、钢筋混凝土结构及钢木结构设计、工程数学等课程。
1957年院系调整,他调到西安交通大学,先后任水利系、数理力学系副主任和工程力学系主任。他是该校工程力学专业的创始人之一。蒋咏秋为力学专业第一届新生作专业报告;并与其他教师一起制订专业教学计划、师资培养计划及筹建实验室。他亲自讲授弹性力学、塑性力学等课,并自编教材、指导学生写毕业论文和下厂进行生产实习。他所在的工程力学系已为祖国培养出一大批优秀的力学人才。该系在改革开放后,发展更快,已建立起机械结构强度和振动国家重点实验室、博士点、博士后流动站和国家重点学科(固体力学)。
在“文化大革命”期间,蒋咏秋虽然受到迫害,但他坚信中国共产党和社会主义,坚信祖国的未来,坚信知识就是力量。“文化大革命”之后,他担任了工程力学系主任,除了教学科研外,还带头做学生的思想政治工作,教书育人。他先后正式出版了《塑性力学基础》、《弹性力学基础》以及《复合材料力学》3本著作。
《塑性力学》
1979年12月,国家派蒋咏秋组团到美国参加国际性的美国机械工程师冬季年会。在那次年会上,他被邀请在应用力学分组会上作了题为《中国高等学校力学专业的教学和科研》的报告,引起了与会者的兴趣,也扩大了祖国的影响。会后,到美国明尼苏达大学访问,他回到了一别29年的母校,受到了热烈的欢迎。通过这次年会,蒋咏秋发现国外对复合材料的研究和开发进展很快,这种新型材料被称为21世纪最有发展前途的结构材料。蒋咏秋意识到,作为一项高技术,复合材料不仅可以满足单一材料无法达到的性能要求,给人们在选择和设计材料时提供更多的自由度,而且能够从本身的发展中带动其他产业和科研领域的发展。中国要实现四个现代化,不发展高科技,不发展复合材料是不行的。蒋咏秋决心探索这个新的领域,为复合材料科学在中国的发展洒下自己的汗水。
从美国归来,蒋咏秋立即向有关部门提供了这个信息和研究报告。然后在西安交通大学力学系开设了复合材料力学课,派教师出国进修。他自己也潜心进入复合材料的研究之中。10年时间里,他完成的关于复合材料力学的论文达60余篇。其中25篇被国内外权威刊物录用或在国际会议上交流。
他的论文和学术思想引起了国外学者的兴趣和关注。近九年来,蒋咏秋共接受了国外70所大学和研究机构的邀请,前去讲学、进行合作研究和参加国际学术会议。他在国外的学术活动,为祖国争了光。美国辛辛那提大学原工学院院长、著名力学家凡拉尼斯说:“蒋咏秋教授设的讲座,对提高辛辛那提大学工学院的学术水平作出了巨大贡献,他编著和讲授的教材是一本优秀教材。”里海大学工学院长、著名断裂力学家欧度根教授说:“蒋教授的讲授能使我们工学院各系的80多位研究生产生浓厚兴趣,富有启发性。”辛辛那提大学材料系著名复合材料学家林瑞阳说:“蒋咏秋就涂层材料分析和设计所做的研究成果引起了我们6位研究生的兴趣,有的已引入他们的论文,有的要进行深入研究。”
他在佛罗里达讲学时,座无虚席,甚至教室后墙下也站满了人,当地的新闻记者也来采访。这时,他深深感到“中国人”这三个字顶天立地,金光闪闪。中国知识分子只有在社会主义祖国的怀抱里,才能求得光荣的归宿。
蒋咏秋曾任中国力学学会第一、第二届理事,科普工作委员会副主任,陕西省力学学会副理事长,陕西省科学技术协会委员。现为中国复合材料学会常务理事及教育与科普工作委员会主任委员,陕西省复合材料学会副理事长及学术委员会主任委员, 《应用数学和力学》学报及《复合材料》学报编委。西安市政协副主席,九三学社陕西省委常委,九三学社西安市委主任委员。
结构力学研究
蒋咏秋在美国明尼苏达大学的博士论文是《钢索吊桥的静力及动力分析研究》 。他用有限差分法进行钢索吊桥的静力分析,并在风载作用下对吊桥进行动力分析,其计算结果与在风洞中进行的模型试验相吻合。论文的结论是:为了有效地抗击风载,钢索吊桥的桥面结构采用桁架远比板梁为好。这也为风洞试验所证实。美国西雅图附近的钢索吊桥是板梁桥面,后被风载摧毁,实践也证明了论文的结论是正确的。这个建议已被钢索吊桥结构人员采纳,并应用在设计中。
70年代末,蒋咏秋从事纤维增强复合材料层合板壳优化设计的研究。他首先提出,对这种结构的设计必须考虑设计准则,其中包括刚度、稳定性及振动。因此要求估算这些板壳的挠度、屈曲载荷(承受轴向压力及剪切力)及固有频率。由于复合材料层合板壳的这些特性主要取决于纤维的铺设方向,因而进行优化设计的实质就是寻求最合适的层合板壳的纤维方向,以达到最小挠度、最大屈曲载荷及最高的固有频率(最低阶)。他把此命题归结为没有约束的优化问题。目标函数是挠度、屈曲载荷及固有频率。设计变量是纤维方向。已知参数为材料性质、各个单层板(壳)的厚度、层数及层合板(壳)的长宽比。由于目标函数是设计变量的复杂函数,蒋咏秋提出求解这类问题必须借助于优化技术。层合板(壳)的挠度、承受轴压的屈曲载荷及固有频率都是设计变量的显函数,优化法采用变尺度法,并且求解一维最小值时采用黄金分割法;而承受剪切的屈曲载荷是纤维铺设角的隐函数,因此,选用鲍威尔法。他和他的同事们应用了上述复合材料层合壳的优化理论设计了2.5万千瓦发电机复合材料护环,安装在南昌中心变电站的电机上,运转一直正常。这项成果可以不再从国外进口抗磁合金钢来制造电机护环,从而为国家节省了外汇,并为复合材料应用在机械工业迈出了可喜的一步。这一课题是机械工业部六五攻关项目,经国家鉴定,达到国内先进水平,获得国家科委、国家计委及财政部的优秀成果奖。
为了使导弹壳体轴向位移约束到许可范围内,他指导的研究生利用上述优化设计理论提出了采用混杂复合材料的新设计方案,受到航天部门有关单位的高度重视。