严宗达 :严宗达

更新时间:2024-09-21 16:39

严宗达(1926年5月5日-2021年5月31日),固体力学与结构工程专家和力学教育家。长期从事力学教学工作和固体力学、计算力学、结构工程以及数学方法在力学中的应用等方面的研究工作。在天津大学创办并发展了工程力学专业,在对澄清力学的一些基本概念,如“功的定义”、“变形体虚功原理”、“角应变的定义”等做了大量工作,在广义富里叶级数的应用及多种解析与数值结合法(如有限板块法、有限球层法)的建立上作出了贡献。

人物经历

严宗达,出生于奉天省(今辽宁省)的一个职员家庭。1931年九一八事变后,随父母先后迁居天津市、北京等地。1944年,毕业于北京第五中学。当时北京正处于日本帝国主义的占领之下,使他从小饱尝了侵略压迫之苦,萌生了力图振兴祖国的志向。

中学毕业后,他以优异的成绩考入北京大学工学院土木系。1945年日本投降,1947年他转到天津大学本部,1948年以全班第一名的成绩毕业。在大学期间,他曾因学业成绩优异,于1947年和1948年两个年度获得由基督教青年会颁发的国际奖学金。毕业后留校任助教。

1951年北洋大学与河北工业大学合并,改名天津大学,仍任助教。

1952年任讲师,1962年任副教授,1980年任教授,至今48年一直坚守在他十分热爱并为之贡献出毕生精力的母校的教学岗位上。

1985-1992年天津大学图书馆馆长。

1986年-国务院批准为结构工程专业博士生导师。

几十年来,严宗达亲自主讲过涉及应用数学、力学、结构工程等领域的多门课程,其中包括:工程数学、结构力学中的富里叶级数解法、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、高温结构强度、热应力、蠕变、连续介质力学等。为适应目前改革开放形势,严宗达又为工程力学专业开出桥梁工程课程。即使现在,他仍然在培养研究生的同时坚持为本科生讲课。

2021年5月31日8时28分,严宗达因病医治无效去世,享年95岁。

人物贡献

学科创始人

1959年,天津大学决定创建应用力学专业,任命严宗达为应用力学教研室副主任(当时没有正主任)并负责专业筹建工作。在这期间,他一面给应用力学专业学生开课,一面对新组建的专业教研室新教师进行培训。凭着顽强的毅力,克服重重困难,终于于1963年顺利地培养出首届应用力学专业毕业生。遗憾的是,在培养了两届毕业生之后,应用力学专业被迫下马。

“文化大革命”后,力学专业恢复招生,作为天津大学应用力学专业创始人的严宗达,仍然负责力学专业的恢复建设工作。十几年来,不但专业本身得到巩固和发展,同时自1978年起招收研究生。1986年,他被国务院批准为结构工程专业博士生导师。至今在他指导下的研究生已经毕业并获得博士学位的有7人,获得硕士学位的有27人,还有在学的博士生7人,硕士生1人。应用力学专业初建时仅仅是培养本科生,经过严宗达多年的努力建设,并得到许多同志的大力支持与合作,发展成为现在的力学系。不仅培养工程力学专业本科生,而且有了5个可以授予硕士学位的专业,4个可以授予博士学位的专业。几十年来,经过严宗达教过的学生和指导过的研究生数以千计,其中大部分已成为各单位的骨干,不少人取得了教授、研究员、高级工程师等职称,有的还成为中国工程院院士。

投身教育事业

严宗达40余年来一直热爱自己所从事的教育事业,他对三尺讲坛有着特殊的感情。1980年,他身患血尿病,医生怀疑是癌症,劝他一面休息一面进一步检查,但他仍然坚持上讲台。他认为,如果确是癌症,所余日子已经不多,更应当趁身体尚能够坚持的时候珍惜上讲台的最后机会;如果不是癌症,当然更不应当影响上讲台。他不仅把业务知识传授给学生,也非常关心学生在思想品德上的健康成长。在授课之余,常常通过言传身教使学生懂得治学应当严谨,为人处事应当坦诚正直的道理。还常利用座谈会等场合以自己的亲身经历谈新旧中国的对比,对学生进行爱国主义教育。严宗达非常赞赏孟子把“得天下英才而教育之”作为人生一大乐事的名言。对此他也深有切身的感受,每当毕业多年的学生来看望他并汇报在工作中取得的成就时,他就感到莫大的欣慰。他之所以产生对教育事业的热爱并愿意为之贡献毕生力量,在很大程度上是受到一批在中学和大学时代优秀教师们的耳濡目染和言传身教。如在北京五中时代的物理老师蔡陛星(已故,生前为原北京工业大学教授)和语文老师俞敏(已故,生前为北京师范大学教授,博士生导师)、北洋大学的结构力学老师孟昭礼(教授,已故,参见本卷)。他们的共同特点是治学严谨,教课认真,热爱教育事业,热爱学生,广大学生都对他们十分崇敬而且感到非常亲切。严宗达在亲身学习这些老师们献身教育事业宝贵精神的同时,也时常把他们的事迹讲给自己的学生们听,一方面以此作为对自己的鞭策和学习的榜样,另一方面也希望这种精神能够得到永远流传。

严宗达除了在教学方面作了大量工作外,还进行了多方面的研究工作。早在1948年,他在大学四年级学习高等结构学课程时,就提出了不用解联立方程式求得开口刚架精确解的一种方法,该法在当时电子计算机尚未通行的年代给刚架的求解带来了很大的方便。后来与孟昭礼同时创造的两种类似方法一起写成论文《闭锁法解开口刚架》发表于1955年出版的《天津大学学报》创刊号上。在该创刊号上同时发表严宗达的另一篇论文“梁的切应力极限设计”。

在多年的科学研究中,他在澄清和阐述力学教学中一些基本概念上进行了大量工作。他和孟昭礼通过讨论认识到受力点变动时传统的功的定义∫F·ds不能成立而必须代之以∫F·vdt这种定义在受力点不变时与传统定义一致,而在受力点变动时仍可适用,因而有更普遍的意义。据此写出论文《关于功的定义的商》,由严宗达带到1957年由中国科学院数学物理化学部和技术科学部发起的我国第一次全国力学学术报告会上宣读,并在同年出版的《天津大学学报》第6期上发表。关于这一问题的讨论引起力学工作者的广泛兴趣,一直延续到90年代仍有讨论文章出现在《力学与实践》刊物上。

1978年严宗达和王光远哈尔滨建筑大学教授)一起,根据已故教授孟昭礼生前的思想整理发表了“关于变形连续体虚功原理的表述方式及其实质的讨论”,指出原有多种教科书中对该原理的表述为W外=-W内(外力虚功等于负的内力虚功)在概念上的错误和混乱,并提出正确的提法应当是W外=W变(外力虚功等于物体所接受的虚变形功)。通过多年的讨论,文章建议的提法已逐渐为广大力学工作者所接受,并为近年出版的多种教材所采纳。

力学领域成就

在弹性力学的教学中,严宗达发现线应变的定义是以一种变化率的形式出现,而角应变则定义为直角的改变量,不是一种变化率,二者似乎不够协调。通过反复探索,他在1984年发表了《建议一个角应变的新定义》,在文中对角应变提出了一种以变化率形式表示的定义,并证明了在一般情况下这种新定义与原有定义一致,但却有着更为明确的几何意义。从不少师生的反映来看,都认为这种定义对于理解角应变的实质是很有益处的。

为了配合塑性力学的教学,加深对沙堆比拟法的直观形象的认识,严宗达还自编程序用袖珍计算机及所附的四色绘图仪多次在课堂上表演沙堆比拟法的彩色图形。据此写成的论文《塑性力学中沙堆比拟法的计算机实现》在1988年澳门召开的小型计算机应用国际会议上及1991年在上海召开的全国塑性力学经验交流会上宣读,引起与会人员的极大兴趣。

除了以上围绕教学开展的研究工作外,他还在力学的学术领域作出了不少建树。在固体力学、计算力学、结构工程以及数学方法在力学中的应用等方面发表论文80余篇。

在结构工程方面,1978年严宗达和王进忠天津大学教授)一起成功地研制了计算多层框架和单层厂房弹塑性地震反应的大型程序TT8,顺利地通过建筑科学研究院标准考题的考核。由于该程序功能多、适用面广、精度高,得到使用单位的高度评价。1984年至1985年参与了教育部组织的校际合作项目“钢筋混凝土海上采油平台设计研究”,负责最重要的子项“静力强度和温度应力计算”,取得重要成果,发表论文两篇。

固体力学方面。从60年代至80年代,严宗达对幂强化塑性体的多种复合受力情况进行了深入细致的研究,建立了多种反推图表及近似公式,避免了打靶试算,取得一批成果,发表在各种学术刊物和学术会议上。并将其中大量的成果编入他编著的《塑性力学》著作中,使科研与教学有机的结合起来。此外,他还建立了基于双剪强度理论求解理想刚塑性平面应力问题的特征线法。在热应力领域中,他对耦合热弹性问题进行了多年的研究,完成了国家自然科学基金项目“耦合热弹性理论的研究”。并且为日本学者竹内由一维分析得到的“惯性项的影响与耦合项的影响相比可以忽略”的结论补充了二维算例的论证。这些成果除发表在刊物和有关学术会议上以外,其中部分成果已编入已经出版的《热应力》(与王洪礼合著)一书中。

在数学方法在力学中的应用方面,严宗达取得了卓著的成果。早在60年代初,他就着手于正交函数系(广义富里叶级数)在结构力学中的应用。他从研究富里叶级数的可导性和收敛性出发,提出了可解任意边界条件下杆、板、壳的弯曲、稳定和振动问题的带有补充项的(广义)富里叶级数解法。并成功地推广应用于解变系数线性微分方程和弱非线性微分方程。以上方法可以应用于变截面梁和板,在某些规律分布中面力作用下的板以及无拉力弹性地基上梁和板的弯曲、稳定和振动问题。严宗达在这方面发表了一大批论文,有许多论文已被力学界的论著者广为引用。1989年天津大学出版社出版的他的专著《结构力学中的富里叶级数解法》收入了这方面的大部分成果。他负责的科研项目“建筑结构分析中按正交函数系级数展开法的理论和应用”于1995年获得国家教育委员会科学技术进步二等奖

在计算力学方面,他着重致力于半解析法的研究。先后提出和应用了解异形板和板结构的有限板块法、蒙特卡洛法、解厚球壳和实心球体的有限球层法以及用加权残值法解各种梁、板、壳结构,发表了许多这方面的论文,引起了国内外学者的注意。

由于他在教学科研各方面作出的贡献,他被评为1979年度天津市劳动模范。1990年获得国家教委颁发的荣誉证书,他从1986年至今任中国力学学会第三、四、五届理事,1985年至1989年任天津市力学学会第四届理事长,1989年至1993年为天津市力学学会第五届名誉理事长。

主要论著

1孟昭礼,严宗达。关于功的定义的商榷。天津大学学报,1957(6):21~26.

2孟昭礼,王光远,严宗达。关于变形连续体虚功原理的表述方式及其实质的讨论。天津大学学报,1978(1):86~94.

3严宗达。建议一个角应变的新定义。应用数学和力学,1984,5(1):103~109.

4Yan Z,Fu Y.Solution of axisymmetric thick spherical layer method.Computers and Structures,1988,30(4):923~927.

5严宗达。塑性力学。天津市天津大学出版社,1988.

6严宗达。结构力学中的富里叶级数解法。天津:天津大学出版社,1989.

7Yan Z,Qiao W.Solution of asymmertic problem of thick spherical shell by finite spherical layer method. Hongkong Balkema:Proceedings of Asian Pacific Conference on Computational Mechanics,1991:167~172.

8严宗达,王洪礼。热应力。北京:高教社,1993.

9张义同,严宗达。变温粘弹性的一般理论。力学学报,1993,25 (6):685~696.

10Yan Z, Bu X. An effective characteristic method for plastic plane stress problems. ASCE, Journal of Engineering Mechanics, 1996,122(6):502~506.

外部链接

参考资料

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