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我国著名力学家(8)——王仁

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发表于 2015-8-11 22:47:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
王仁,著名力学家、地球动力学家和力学教育家。为我国塑性力学和地球动力学的研究和教学作出了奠基性和开拓性的贡献。他在塑性动力学和地质构造应力场分析等方面的研究成果在国内外均有较大影响,是我国将力学与地质学和固体地球物理学相结合的先驱者。  

  王仁,1921年1月2日出生于浙江省吴兴县一个大学教师家庭。1938年毕业于上海沪江大学附中,1943年以优异成绩毕业于西南联合大学航空工程系,获工学士学位。他有志于从事生产实际工作,放弃了留校任助教的机会,1944年到贵阳第一飞机制造厂担任设计员。1945年抗日战争胜利后,他怀着兴奋的心情到台湾省台中市参加接收日本人的飞机修理厂及建设生产双翼教练机工厂的工作。
  王仁有强烈的求知欲和报国心,有志到科学技术发达的国家深造。1948年,他到美国西雅图的华盛顿大学航空工程系攻读研究生课程,同时担任该校风洞实验室的研究助理,1950年春获得理学硕士学位。由于学习和工作成绩优异,被选为西格玛-科赛(Sigma-xi Society)学术性荣誉学会会员。1950年获洛克菲勒奖学金,到美国布朗大学应用数学部深造,1953年获哲学博士学位,并在该校任副研究员。1954年秋转入芝加哥的伊利诺伊理工学院力学系任助理教授。
  王仁在美国留学和工作期间,国际上塑性力学的研究方兴未艾,正处于理论系统化阶段。布朗大学以W.普拉格(Prager)为首的研究集体是当时最有实力的研究中心之一。王仁当时是一位年轻学者,他以卓越的创造力成为这个集体中十分活跃的一员。他与同事们合作,作出了许多开创性的、影响很大的工作。
  在美国留学和工作期间,王仁始终心向祖国。尤其是当得知中华人民共和国成立、祖国建设事业已蓬勃发展的信息后,更是按捺不住他切盼回归故土、投身祖国建设的激情。但当时美国政府阻挠中国留学生回国,于是他积极参与了爱国留学生争取回国的斗争,终于在1955年4月回到祖国。
  回国后,王仁欣然选择了教育和科学研究两担挑的工作,并满腔热情地投入了工作。1955年8月,他到北京大学报到。当时,在周培源等领导下,北京大学设置了我国第一个力学专业,王仁被聘任为副教授,筹建固体力学教研室,后来又担任数学力学系副主任,主管力学专业工作。1984年至1986年担任力学系系主任,长期为力学专业的建设作出了重要贡献。
  70年代初期,继承和发展李四光的地质力学成为祖国科学事业的迫切需要。王仁出于对祖国、对科学事业的责任感,毅然突破自己所熟悉的领域,走上力学与地质学相结合的研究道路,开辟了我国地球动力学的新领域。他首先系统地整理并制定了结合我国国情的地球动力学的多项研究课题,用各种形式普及和宣传这一新学科,并在此基础上取得了一批重要科研成果;与此同时,他还积极开设新课程,编写新教材,为我国地球动力学的研究培养了一批骨干力量。
  鉴于王仁高超的学术水平及其所作出的重要贡献,1981年,他被选为中国科学院学部委员。
  为了推动祖国科学事业的发展,王仁非常热心于学术组织及学术刊物的建设工作,先后担任了北京力学学会副理事长,中国地震学会副理事长,中国地球物理学会理事,中国力学学会副理事长、理事长,并任《力学学报》副主编、《国际力学科学》(Inter.J.of Mech.Sci.)、《大地构造物理学》(tectonoPhysics)等十几种国际、国内学术刊物的编委。
  1986年,王仁被任命为中国自然科学基金委员会副主任,为组织我国基础科学的发展作出了贡献。1991年届满,被续聘为特邀顾问。
  王仁还曾任北京市第五、第六届政治协商会议委员。

在塑性力学领域作出出色的研究成果

  王仁发表了100余篇学术论文,出版了7本学术著译,其内容涉及了超声速风洞设计、非线性振动、塑性压力加工分析、结构的塑性分析和动力响应、地球动力学、地震应力场分析等诸多方面。他在塑性力学整个领域造诣尤深,取得了出色的研究成果。
  塑性力学中的滑移线理论这是求解理想塑性平面应变问题的主要方法,19世纪下半叶开始用于土力学的分析,本世纪40年代发展得较为完整。对于在金属成型工艺上的应用,L.希尔(H出)曾做过全面的总结,并给出了差分方法的计算方案。1953年,王仁在博士论文中做了两方面的工作:一是给出了一个从圆形边界出发的滑移线网的解析解,它可以用来检验差分解的精度,并显示出15°的网格就能给出足够好的精度。另一方面是对带V形和半圆形缺口的拉伸试件,分析塑性区域随缺口扩展的发展过程。这是滑移线理论中少数大变形非定常运动的准确解之一,是用理想塑性力学分析断裂扩张的早期工作。后来他还首次在压延分析中考虑模具上的摩擦力,对筋条压制工作再次做了滑移线大变形分析。
  冲击载荷下结构的塑性动力响应 这一问题是50年代初期在结构塑性极限分析得到较大发展后提出的。在1953年,王仁进行了固支圆板受冲击载荷下的塑性变形分析。在这以前,H.G.霍普金斯(Hopkins)进行了简支圆板受冲击载荷的分析,考虑铰圆的运动。固支圆板由于周边的固定条件更为复杂,导致要解一个非线性常微分方程。王仁利用等倾线的方法构筑了真实特征线的上下限,给出一个精度很高的数值解。这个在小变形假定下的解,在1967年进一步考察大变形解的时候得到证实,并被应用为变形率解的初始值。这类问题原来是在军事防护上应用的,现在已发展到对各种民用运输工具承受碰撞能力的估算,称为结构的耐撞性分析,应用面很广。王仁等在《塑性力学基础》一书中首次把这些内容写在教材中,为国内开展这项工作提供了基础。
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