熊祝华

更新时间:2024-01-10 13:48

熊祝华,固体力学家,力学教育家。长期从事弹塑性力学的教学和科研工作,在有限变形的几何理论方面做了不少基础性工作,提出了“拟主轴法”,为中国塑性力学的传播、发展和培养力学人才作出了贡献。

履历

1924年4月28日 出生于江西省南昌县。

1944-1948年 中正大学土木工程系学习,获工程科学学士学位。

1948-1949年 任江西省立工业专科学校土木科助教。

1949-1953年 任南昌大学工学院土木工程系助教兼工学院秘书。

1954-1956年 任中南土木建筑学院讲师。

1957-1959年 在前苏联莫斯科大学数学力学系进修。

1959-1964年 任湖南大学数学力学系副主任。

1963年 任湖南大学副教授。

1981年 任湖南大学教授。

1983-1985年 任湖南大学副校长。

1984-1994年 任湖南大学学术委员会主任委员。

生平

熊祝华,1924年4月28日出生于江西省南昌县一个农村家庭。1935年进入南昌市读高小,1937年毕业。当年,抗日战争爆发,日机轰炸南昌,他只得随父离乡背井,开始了颠沛流离的求学生涯。1940年春,他的家境日益贫困,无力供他读书。正当此时,重庆国民政府在江西创办专门招收沦陷区青年学生的国立十三中,该校免交学费并供给膳宿。他考入该校,于1944年毕业。在此期间,生活极为艰苦,为了坚持学习,他顽强地克服了种种困难,买不起练习本和笔记本,就用废试卷的反面代替;无钱添置衣服就从别人丢弃的衣裤中捡一些来穿;病了就去野地里弄一些草药治疗。为了增强体质,他坚持练单杠、双杠,临睡前用冷水擦身。正是这种清贫和艰苦的求学生活,磨炼出他一生中自强不息的意志和奋发向上的品德。

学习生涯

1944年他考取了当时设在重庆的中央大学航空工程系,由于战局关系,江西与重庆的交通中断,无法去重庆入学。几经周折,终于在该年12月转入中正大学土木工程系学习。熊祝华痛恨当时国统区的政治腐败,进入了大学后,受到进步同学的影响,结合自身的艰苦经历,逐渐接受了进步思想。他积极地参加了反饥饿、反迫害、反内战的游行,支持进步同学竞选学生自治会,大量阅读进步书刊;学业上也更加勤奋,决心将来为国家为民族争气,实现科学救国的夙愿。熊祝华从小不好活动,埋头读书。他酷爱数理,心中的偶像是居里夫人。他在整个学习阶段,各科的学习成绩总是名列前茅,被教师和同学誉为高才生。他读书的特点是,对已学的内容,总感到不足,喜欢超前自学。譬如,在小学毕业后,他就自学初中几何,初中时又自学高中代数,高中时自学大学物理、大学化学和微积分。他在中正大学学习的4年,由于战争和经常参加学生运动,实际在校的学习时间只有20个月,因此,大学的主要课程实际上都是他自学的。在学习中他还有一个习惯,就是总要自设对立面,自己反驳自己,以求得对内容的理解更精更深。

不断进取

1948年他大学毕业。获得了工程科学学士学位;数月后到江西省立工业专科学校任助教。1949年5月南昌解放后,他报考了江西八一革命大学。同年10月结业后,被分配到南昌大学工学院土木工程系任助教兼工学院秘书。1953年秋,全国院系调整,他被分配到湖南长沙中南土木建筑学院。1954 年任讲师,1956年参加中国共产党,1957年被派往前苏联莫斯科大学数学力学系进修塑性力学。1959年回国后,他仍回到已改名为湖南大学的原校,参加筹建数学力学系,并任该系副主任。1963年春晋升副教授,1981年晋升教授。1983~1985年任湖南大学副校长,1984~1994年任湖南大学学术委员会主任委员。在担任学校行政工作期间,他除了教学和研究工作之外,阅读了不少科学管理、学校工作和新技术革命等方面的书籍、资料,结合行政管理工作先后撰写了10余篇论述办学观点的论文。

个人风格

他主张高等学校应以教学和培养人才为中心,以科研和科技开发为支撑点。1983年,他应聘为江西工学院(现改名为南昌大学)兼职教授,为该校固体力学硕士点的建设以及研究生和青年教师的培养,作了大量的工作。

社会兼职

熊祝华曾先后担任过湖南省力学学会第一届副理事长、第二届理事长、第三届名誉理事长;江西省力学学会第一届名誉副理事长,第二届名誉理事长;中国力学学会第三届理事,第四届常务理事;《固体力学学报》第二、三届编委。他讲授过多门力学课程,编写并出版了9种教材、教学参考书和专著,参与撰写了4种大型、中型工具书。1993年获机械工业部科学技术进步二等奖。

主要论著

1 王仁,熊祝华,黄文彬.塑性力学基础.北京:科学出版社,1982.

2 熊祝华,洪善桃.塑性力学.上海:科学技术出版社,1984.

3 熊祝华.塑性力学基础知识.北京:高等教育出版社,1986.

4 熊祝华,郑泉水.小应变—大转动变形理论及平面有限变形近似几何理论初探.江西工业大学学报,1986,8(3):1~29.

5 郑泉水,熊祝华.有限变形的近似几何理论.第一届世界计算力学学术会议论文集.美国德克萨斯,奥斯汀.1986.

6 熊祝华.结构的塑性分析.北京:人民交通出版社,1987.

7 熊祝华,郑泉水.极分解的不变性算法和应变表示定理.力学学报(英文版),1988,4(2):175~181.

8 熊祝华,郑泉水.N维空间正交张量的典则表示和自由度公式.应用数学和力学,1989,10(1):85~90.

9 熊祝华,郑泉水.中等应变伴随大转动变形.近代数学和力学第三届学术讨论会论文集,1989.498~502.

10 熊祝华,郑泉水.非线性力学场论的几个基本课题.力学进展,1991,21(3):310~332.

专业成就

自从H.里希特尔(Richter)将变形梯度极分解应用于连续介质力学,特别是W.诺尔(Noll)表明:简单材料(包含绝大多数实际材料)的本构方程,可以通过客观性原理把极分解中的转动(可称为主转动)与应变的分离,转变成在本构方程中分离出转动和应变的影响之后,极分解已成为近代连续介质力学中最重要的基本公式之一,于是关于极分解的不变性算法就成为重要的研究课题。熊祝华同他的学生郑泉水,从80年代初以来,对大变形几何理论进行了研究,做了一些基础性工作。其中,《极分解不变性算法和应变表示定理》一文,给出了变形梯度极分解的完备不变性算法。该文应用凯莱-哈密顿(CayleyHamilton)定理,给出了极分解中伸长张量和主转动张量的不变性计算通式(二维和三维),以及一般R·希尔(Hill)类应变的不变性算法通式。在《N维空间正交张量的典则表示和自由度》一文中,对正交张量给出了形式简单且具一般性的表示式,这是他们对有限变形理论中有限转动张量理论的基础性贡献。但从实用角度来看,已有的变形梯度极分解的不变性通用算式仍过于复杂,因此,给出应变、转动和应力以及它们的时间变率简便实用的算式,是将有限变形的数学理论推向应用的关键之一。R.希尔(Hill)提出的“主轴法”独辟捷径,在应变、转动、应变率、转动率及共旋率等的表示方面非常有效,主轴法已获得了丰富的、重要的基础性结果。但从实用观点看,主轴法存在一个几乎无法回避的困难,这就是必须已知应变主轴,但对绝大多数实际问题而言,应变主轴正是有待求解的几何方面之一。同时,在大变形问题中,一般只能用数值分析方法求解,这时不可能确保变形体各点都能求得应变主轴。这样,主轴法在近似分析中如何应用仍然存在不少有待解决的问题。针对主轴法的这种困境,熊祝华和郑泉水在《有限变形的近似几何理论》一文中提出了“拟主轴法”,以克服主轴法的上述缺点,并将主轴法作为拟主轴法的特例。该文在所谓“小剪切标架”(或拟主轴标架)下成功地给出了各种应变、应力和转动以及它们的时间率的计算公式。

拟主轴法

可有效地应用于全量方法或增量方法求解大变形问题,特别地可用于构造大转动壳体(及杆、板)理论。该文还对A·L·柯西(Cauchy)应力定义了一类应力型G·鸠曼(Jaumann)导数,以及对现时构形上不同的应变定义了应变型鸠曼导数。所有的结果都给出了相应的误差估计。此外,有限变形的应变和转动在不同量级下的简化问题,是人们一直感兴趣的问题,也是至今仍在深入研究的课题。熊祝华和郑泉水在《小应变-大转动变形理论及平面有限变形近似几何理论初探》及《中等应变伴随大转动变形》两文中,分别给出了小应变、大转动变形及中等应变、大转动变形的高精度简单算法;前一文还利用主转动张量表示的非经典协调条件,证明了只有杆、壳之类薄型变形体,才可能实现小应变伴随大转动变形。

工作经历

熊祝华大学毕业以来,迄今近50年,从未中断过教学。他视教学工作为教师的本份,认为教好学生既是社会分工给于教师的历史责任,又是教师人生价值的最高体现。50年如一日,他上课从不迟到、早退,更不无故缺课。他对自己的教学工作要求很严,每一次上课前,他都要认真地审查讲稿,他博览强记,上课不看讲稿。为了使课堂语言精练,用词准确、生动,有可听性,他有意识地阅读一些文艺作品,并将较好的词句摘录下来。他的教学效果一贯很好,凡是他教过的学生,听过他讲课的教师,无不对他的教学艺术留下深刻的印象。但他从不满足。他常说,学无止境,教亦无止境。他认为教学效果有不同的层次,只有当教师掌握了更高层次、更大范围的科学知识后,才能在讲课中高瞻远瞩、画龙点睛、拓宽学生的知识视野,使课堂教学效果达到更高的层次。因此,他的教学方法和教学内容总是不断有所改进,有所更新。1964年,他率先在材料力学的课堂教学中,推广了理论联系实际的教学方法,并在长沙市高校中举办了公开课,在同行的教师中引起了较大的反响。1978年他首先在力学师资班的弹性力学课程中引入张量记法和张量方法,使力学班的学生较早地接触到这一先进而有效的数学工具。

持续钻研

50年代经典塑性力学理论、体系虽已日趋完善,但中国从事这个领域的研究与教学的人员不多。1957年,熊祝华被选派赴苏联进修塑性力学,当时他还从未涉足过这门学科,而且未经过俄语培训。但是为了使这门较新的学科能在我国传播和发展,他决心克服业务上和语言上的巨大困难,努力争取到了去当时水平最高的莫斯科大学进修的机会。在苏联进修的两年内,他放弃了所有的节假日,按天编排学习进度,终日在图书馆查阅文献、资料,做卡片和读书笔记,每天工作十多个小时。在视力突然锐减的情况下,他只得每隔十几分钟用冰冷的东西刺激一下眼帘,继续看书。在导师的指导下,他很快地自学完必需的数学、力学课程,并顺利地完成了导师交给的研究课题,写出了较高质量的论文。

塑性力学

1959年秋回国后,他即在湖南大学开设了塑性力学课程;没有教材就收集资料自编讲义。尔后,在北京大学王仁教授的指导和帮助下,将两校的讲义修改成书稿,可惜因“文化大革命”耽误了出版。1982年,原书稿经重新整理,王仁和黄文彬又作了重要补充、修改和定稿,出版了《塑性力学基础》一书。这是我国出版的第一本篇幅较大、内容较全、适用于研究生的塑性力学著作。1980年应教育部邀请,他在全国高校力学骨干教师暑期讲习班上主讲塑性力学,听课者达二三百人之多,一致反映教学效果好。1984年,他与同济大学洪善桃合作,出版了《塑性力学》,这是一本很具特色、内容较为深入的塑性力学教材和教学参考书。全书着重于基本概念和基本理论的阐述,内容叙述准确、概念清晰透彻,反映了作者在教学和研究中积累的经验和观点,同时标志着我国在塑性力学领域内所取得的研究成果。

伟大贡献

1981-1986年间,他先后在北京工学院、华南工学院、山西省力学学会和江西省力学学会等单位举办的讲习班上,主讲过塑性力学或高压容器的弹塑性力学。为了适应塑性力学在我国日益普及的形势及教学上的需要,他在1986年和1987年又先后出版了《塑性力学基础知识》和《结构的塑性分析》两书。前者是一本篇幅较小,但信息量较大的工科专题教材,该书论证严谨、阐述清晰,被不少高校作为工科研究生教材。后者是高等结构力学丛书之一,已被编入《中国优秀科技图书要览》中。此外,他还协同杨桂通教授编写并出版了《塑性动力学》。

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