黄克智

        黄克智,固体力学家,1927年7月21日生于江西南昌一个邮局职员家庭。少年时代处在日本帝国主义侵略战火下,生活动荡,家境贫寒。他就读的第一个中学1938年末在江西吉安被日机炸平。他常常为缴不起学费而犯难,寒暑假也只能靠步行一百多里路回家。幼时艰苦的生活激发起他为祖国发愤读书的志向。1947年在南昌毕业于江西中正大学土木工程系。1948年考取清华大学研究生,师从著名力学家张维,并兼任助教,1952年工程力学研究生毕业。新中国的成立为他创造了实现宏愿的条件。1955。1958年作为第一批进修教师他被送往莫斯科大学数学力学系进修,师从国际著名力学家、前苏联科学院院士拉包特诺夫。留苏3年中,他夜以继日地刻苦攻读,终于取得优异成绩。就在院方和导师批准他破格进行博士学位论文答辩前夕,国内大跃进形势下,函召他立即回国,参加组建清华大学工程力学数学系的工作。他的导师感到十分惋惜,希望他获得学位后再回国,但他认为祖国的召唤和需要高于一切,毅然放弃了答辩的机会,立即回国,全力以赴地投人工作。
        黄克智是清华大学工程力学系的创建人之一,作为学术带头人,他所领导的清华大学固体力学重点学科在培养高水平学术骨干方面成绩卓著,是1993年全国高校优秀教学成果惟一的一项工科教学特等奖获得者(《固体力学重点学科建设与高水平博士生规模培养》第一获奖人)。他曾被国家教委聘请为工程力学专业教学指导委员会主任委员,历两届共10年,对于清华大学乃至全国工程力学专业人才的培养方案、课程设置、教学内容、教材建设等专业建设的重要问题发挥了指导作用。在清华从教五十余年来,无论是在清华大学工程力学系的初创阶段,还是因“文革”使我国的科学技术远远落后于各国的年代,以及十年动乱后百废待兴的年代,他从无到有,先后开出了十多门在当时具有先进水平的重要力学课程,并编写出版了6部教材和专著。他和其他几位年长教师一起,从学科建设的长远目标出发,培养了一支老中青结合的高水平的学术骨干队伍,在清华大学形成了一支实力较雄厚的固体力学博士生指导力量,并进而为我国的教学、科研等领域输送了一大批高水平的科技人才。 黄克智在壳体理论、塑性力学、破坏理论、细观力学、压力容器强度分析等方面做出了贡献。
        在壳体理论方面发展了求解壳体问题的合成分解法,即把壳体应力状态分解成若干简单状态,每个简单状态有它自己的基本方程,而各个简单状态所占的相对比重取决于边界条件(指定位移或指定力)的类型。运用几个简单状态的组合来满足全部边界条件而得到最后的解。从而把一个极复杂的壳体问题改变成为几个简单的问题,使可解问题的范围大为扩大。此外,黄克智和他的学生首次对简单边界层提出了完备的二次近似理论及所对应的边界层效应通解,从而使边界层解的精度提高到与薄壳理论的基本精度(壳体厚度与曲率半径的比值)相协调的量级。壳体理论方面的成果发表于系列论文并系统地总结于专著《弹性薄壳理论》(工程力学丛书,高等教育出版社,1988)中。
        黄克智把壳体理论应用于我国换热器管板设计规定。管板是管壳式换热器的主要部件之一,它的合理设计,对节省原材料,减少加工制造的工艺困难具有重要意义。由于所采用的简化假定各不相同,用现行的各国规范计算公式算得的厚度可以差几倍、十几倍甚至数十倍。黄克智和他的学生根据大量的理论、计算与试验研究所制定的管板设计方法,作为国家标准领先于某些先进国家的设计标准5年以上,已在全国化工、炼油、石化、轻工、纺织、电力与核工业等12个工业部门的中央和地方上千个企事业中广泛应用。黄克智还与学生合作,把壳体理论应用于压力容器大开孔接管问题。该问题对各种工业设备的安全至关重要,但由于理论上、数学上的困难,开孔率超过O.3的分析解法始终未能突破。黄克智等首次将内压作用下两正交圆柱壳的薄壳理论解范围扩大到开孔率0.8,精度提高到壳体理论本身的精度,解的结果与迄今国内外公开发表的数十个试验结果均能很好地符合。根据该项成果已发展了一整套工程设计方法,为我国压力容器行业标准所推荐使用。该成果获美国机械工程学会压力容器技术杂志1996年Robert J.McGrattan惟一杰出论文奖。
        在断裂力学方面,得到扩展裂纹新的尖端奇异场。他与学生澄清了理想弹塑性可压缩材料的扩展裂纹尖端场这一国际上弹塑性断裂力学研究中有争议的难题。这一成果被邀请在国际理论与应用力学联合会(IIJTAM)组织的“非线性断裂力学进展”国际讨论会(1988)上报告。国际断裂力学著名权威J.R.Rice来信承认了他们原先解答中的失误。利用该研究成果为我国核压力容器的延性断裂评定,提供了理论基础和实施软件。
        1988年以来黄克智开始致力于有限变形塑性本构理论这一国际前沿领域的研究。作 为基本的数学和力学工具,他首先完成了《张量分析》与《非线性连续介质力学》这两部系统性的研究专著,并以此为基础,提出了包括Cauchy平均转动公式、固化物质导数、变形率标架旋率等新概念与成果。黄克智与学生孙庆平利用宏细观结合的本构理论,剖析了形状记忆合金和结构增韧陶瓷的相变变形本构关系,并根据这一新型本构关系预言了二氧化锆陶瓷的增韧值及相变区尺寸。上述成果在力学年鉴刊物《应用力学进展》(1994年第3l卷)应邀专文做长篇介绍。该文是我国学者在该刊物创刊以来发表的第四篇论文(第一、第二篇作者各为力学前辈钱学森、钱伟长,第三篇作者为张涵信、庄逢甘院士)。2000年9月获国际ISI经典引文奖(因1981~1998年期间的高引用率)。
        20世纪90年代后期由于微型工业的需要,黄克智开始研究应变梯度塑性理论。利用 基于位错机制的应变梯度(MSG)塑性理论得到了新的裂纹尖端场,可以解释以往断裂力学中裂纹尖端应力不足以破断原子键的疑点。黄克智还发展了应变梯度塑性大变形理论。
        黄克智曾任清华大学讲师、副教授,1978年至今任教授,1982。1998年任工程力学研究所所长,1987年1—3月任法国科学院与教育部聘请的客座教授,1991年当选中科院技术科学部学部委员(院士)。现任清华大学校务委员会委员、校学术委员会名誉委员、国务院学位委员会力学学科评议组召集人、国家教委破坏力学开放研究实验室学术委员会主任委员,《力学学报》、《固体力学学报》、《国际损伤力学》三杂志国际顾问编委,国际材料力学行为学会(ICM)“无任所常委”、远东一大洋洲断裂学会(FEOFS)执委、浙江大学等7所院校的兼职教授等17个学术兼职。
        黄克智曾主持国家级重大与重点科研项目7项,发表专著6部与学术论文二百余篇。 获国际、国家与部委级学术性奖励19项。

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