高镇同

        高镇同,结构疲劳专家,1928年出生于北京,1950年北洋大学航空工程系毕业。毕业后曾在清华大学工作两年。1952年至今在北京航空航天大学历任助教、讲师、副教授、教授、固体力学研究所所长等职,1991年当选中国科学院学部委员(院士)。兼任国防科学技术工业委员会专家咨询委员会委员、中国航空学会理事等职。曾担任首届亚太地区材料和结构强度会议主席、第四届亚太地区强度评价会议主席、第四届国际疲劳会议技术委员、第四届国际局限损伤会议技术委员。在国内外发表论文60余篇,主编6部专著。科研成果l项获国家科技进步一等奖;2项获国家科技进步三等奖;1项获国家自然科学三等奖;9项获部级科学进步奖。 高镇同曾预见:未来的机械结构强度设计将由传统的以安全系数保障强度裕度的定值方法,朝向以可靠性设计的概率方法演进。这是由于作用在结构上的外载荷随机波动和材质、工艺的不均匀性,使得同类结构在同一工况下具有不同的疲劳寿命,它们可相差数倍之多,存在很大分散性,因此不能采用定值方法对结构安全性进行评估。高镇同认为:作为疲劳寿命标志的裂纹萌生、裂纹扩展、后期断裂受必然性和偶然性协同作用控制,必然性反映规律,偶然性反映差异(随机差异),二者的耦合行为对时序结构的效应以概率演化出现,杂乱无序的随机差异虽无法用定值方法描述,但它的群体服从某些统计规律,可以使系统由无序状态变为在概率上的有序,从而奠定疲劳统计学的理论框架。他基于这一理论思想,经30余年研究,将个人疲劳研究成果和国内外先进经验融合于数理统计学之中,构成一完整体系,创立了“疲劳统计学”分支学科。主要创新内容包括疲劳随机变量概率分布和疲劳试验设计及其数据统计处理方法。他解决了长期悬而未决的疲劳强度概率分布问题,求得疲劳应力幅值一均值遵循的二维正态一威布尔和二维正态一半正态联合密度函数。为了经济、合理地进行试验设计,提出了最少试样个数的判据和成对对比试验法。鉴于材料疲劳极限处于混沌状态,为此他赋予疲劳极限统计定义,并提出测定疲劳极限的配对升降法。他还发展了构成随机载荷全循环的雨流一回线计数法;确定威布尔三参数的相关系数法;广义S—N曲面拟合法;测定高可靠度裂纹扩展速率的极大似然法。对于高周疲劳长寿命设计,他建立了二维动态应力一强度干涉模型和二维动态断裂干涉模型,均属国际首创,作为特邀论文先后两次在国际会议上做大会报告。实践证明:他提出的一系列疲劳试验方法和数据统计处理方法,优于国际上通用的方法,已被列为航空工业部标准(HB/2112—86)。
        我国建国以来生产的数千架飞机都未曾给出寿命,对飞机的使用寿命存在很大的盲目性。至70年代某些飞机已服役了20年,经常由于结构疲劳破坏造成机毁人亡的事故,飞机定寿、诞寿问题已刻不容缓。高镇同当时就指出:解决结构寿命的先决条件是编制出模拟真实情况的载荷随机过程,即载荷谱。因为作用在飞机上的气动载荷随时间千变万化,载荷谱曾被视为难解之谜。在国际上飞机载荷数据及其编谱方法隶属机密和知识产权范畴。高镇同率领学生逐一解决了困扰人们的诸多疑难问题,自力更生,开创了一条有中国特色的载荷谱编制技术途径。通过对2亿多数据的研究分析,提出了包括有数据采集、二维信号处理、置信度需求结算、时间压缩、低载截除等的高置信度中值随机载荷谱编制原理和方法。他根据结构疲劳破坏过程和统计特征,发展了双重分散系数定寿法。利用该法由个体疲劳寿命试验结果,即可推断群体高可靠度、高置信度的使用寿命。他将安全寿命设计与损伤容限设计有机地结合,建立了结构耐久性模型。采用此模型预测运七客机首次翻修期可由5 000小时延长至7 000小时,后经长期飞行资料证实:预测结果与实际情况符合一致。此外,他还发展了疲劳寿命估算的能量法,多轴复合应力疲劳寿命估算方法,复合材料疲劳寿命估算方法等。他与众多专家合作,建成一现代化结构寿命可靠性评定的专家系统,已成功地用于歼击机、强击机、轰炸机、运输机、直升机等20个机型结构的定寿和延寿,保障了飞行安全。将数千架歼击机使用寿命从1 400~1 800小时延长到3 000小时,增加产值将近一倍,为我国飞机大幅度延寿开辟了成功之路。1995年获国家科技进步一等奖。
        高镇同在教书育人方面的奋斗目标是:“努力使学生超过自己。”他自1950年从事教育工作至今已有50年。曾主讲过材料力学、弹塑性力学、热应力、疲劳强度、疲劳统计学、疲劳性能测试、疲劳可靠性等多门课程。培养了40余名硕士生、博士生和博士后研究人员,其中多人已晋升为研究员、教授、博士生导师以及政府部门领导干部。1993年被评为航空航天工业部“优秀研究生导师”。教学研究成果“研究生拔尖人才的培养”1989年获国家级优秀奖。1989年被授予“北京市优秀教师”和“全国教育系统劳动模范”称号。
        高镇同注重学生的品德教育。从培养个人崇高的理想和情操做起,实行在教师引导下以自我教育为主的精神文明建设,倡导自尊、自强、自制的精神。通过治学和社会实践,进行人生观、世界观、价值观的素质教育。他改革研究生教学方法,实行传授与解惑并行的模式。上课前首先让学生自学,上课时学生提出的问题即讲课的起点,讲课中学生再次发问又是他讲课的继续。讲授内容由有机连贯的问答构成。依据学生认识规律,循序渐进,由浅入深,引发学生探索知识奥秘的兴趣。他实施育人之道:“勤于实践,敏于思考,勇于创新”。带领学生投身科学实践,站在本学科发展前沿,以超前意识,想前人之所未想。勇于做智力探险,敢于向旧观念挑战,推出新体系,开辟新领域,使学生们在走出学校大门之前就为国家做出了贡献。他们的研究成果1项获国家自然科学三等奖;10项获部级科技进步奖。

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