趙祖武

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趙祖武，1919年9月23日出生於北京，原籍浙江杭州，滿族人。固體力學家，長期從事固體力學的研究和教學工作，是我國最早從事塑性力學研究的力學家之一。在蠕變和塑性本構關係方面作出創造性的優秀成果。

目錄

主要成就

剛架分析的研究

趙祖武在大學讀書的最後一年，對剛架分析作了研究，提出增進力矩分配法，使得原來需多次分配計算，變為只分配一次即可。畢業後，工作之餘又對空腹桁架的分析進行研究，提出旋轉端彎矩分配法，解決了當時存在的困難問題。那時還沒有計算機，工程師都是使用分配法計算，所以是一項較好的成果（刊載於金濤著《剛構解法》）。這些研究都是在趙祖武25歲以前進行的。

國內最早蠕變理論研究者

趙祖武早在50年代末期即研究蠕變的本構關係。他與前人不同之處在於將蠕變變形分解為可恢復和不可恢復的兩部分，並分別用兩個積分表示，前者是粘彈變形。按此理論，由蠕變曲線求得的理論鬆弛曲線與實驗很接近，顯然優於國外其它理論很多。此成果發表於1959年的《力學學報》，後又被推薦在《中國科學》英文版上重新發表。

趙祖武還將這個概念推廣到混凝土，即認為它可能是材料的統一共性。混凝土有另一方面的複雜性，即它是老化材料。從澆鑄成形後，其力學性能在逐漸變化，強度及彈性模量都在增長。實驗表明，蠕變應變符合疊加原理。趙祖武首先論證了在符合疊加原理情況下，可恢復的彈性後效變形與齡期無關。這在突然部分卸載實驗中也基本上得到證實。考慮彈性後效變形可使突變荷載情況下的蠕變曲線接近實際情況。按這個理論，還可使求材料蠕變曲線的實驗大大簡化，並且理論鬆弛曲線與實驗符合。這項成果發表於1962年的《力學學報》，其中還指出著名的阿魯秋尼昂（Apyтюнян）理論未能考慮可恢復變形的較大缺陷，因此它在某些情況下可導致卸載後應變繼續增長，這是與實驗現象背道而馳的。金屬在高溫下的力學分析要考慮蠕變是眾所周知的。巨塊混凝土的澆鑄可產生溫度應力而需防止開裂，這時考慮蠕變才能正確分析溫度應力，否則有時可能有一倍的誤差。總之蠕變理論有實用意義，而實際的計算先要有本構方程。

符合實驗的成果

金屬的塑性應變依賴於加載路徑，這使得塑性本構關係十分複雜，是百年來塑性力學中一直待解決的基本問題。已有的本構模型，包括隨動模型，均未能經受住實驗的考驗。50 年代蘇聯學者伊留申（Илъющин）根據大量實驗得到一些基本的塑性規律，總結為兩個基本假定，即滯後假定和初始各向同性假定。他經過長期研究並寫出一本專著，但只有形式複雜而不具體的式子，實際上並未能建立本構方程。70年代日本學者利用計算機控制設備作了更精確的實驗，再次證實伊留申的兩個基本假定，但他們沒有理論研究。基於這兩個假定，趙祖武提出符合實驗的應變路徑理論，介紹如下。

卡恰諾夫（Качанов）曾作出關於理想塑性體（無硬化階段的材料）在應變路徑趨於直線時，應力向量將趨於同樣方向的論斷，但未能證明，只作了幾個例子表明這個性質。趙祖武將這個命題改在偏應變空間中描述，便可很簡單地證明了這個論斷，並得到了一個積分式。將此式加上類似表示粘彈性的積分式，就可表達塑性規律。

這就是，認為塑性應變由兩部分組成，一部分遵從理想塑性規律，另一積分式為硬化部分，但以路徑長度為積分變量，故實際上不是粘彈性。所以塑性應變由兩個積分式之和表達。按此理論得到的應力曲線與日本大橋義夫（Ohashi）的實驗曲線符合極好。大橋義夫的實驗屬於複雜加載情況，應變路徑有兩個90度拐角，並且第二個拐角是在不同拉伸程度轉為扭轉，實際上是4條不同的實驗曲線畫在一起。趙祖武提出的本構方程能符合這樣複雜的多條加載路徑實驗，它顯然優於現有的其它本構方程，那些方程尚不能符合通常只有一個拐角的實驗。這項成果發表於1990年的《應用數學和力學》。

趙祖武還論述了應變路徑理論與傳統的塑性流動理論的關係（刊載於國際會議論文集），並指出薄板失穩時應變路徑將發生方向突變，因此應變路徑理論將會給出更好的臨界荷載，並可說明何以流動理論給出的結果反而不如有明顯理論缺陷的變形理論。其後，趙祖武又作了進一步的研究，根據B.V.N.Rao 的金屬微觀實驗，給出了應變路徑理論在微觀方面的解釋，使得此理論建立在更堅實的基礎之上，因此可以認為它能適用於各種複雜加載情況。

解決實際工程問題的研究

青島巨型港口船塢混凝土開裂無妥善解決辦法，後邀請趙祖武作了研究，為這種類型結構提出溫度蠕變應力的計算方法，說明了現場實測出現的問題，並寫出論文，後為我國各大港口工程採用。趙祖武曾為輕鋼結構中的三棱組合杆的穩定問題提出簡化為薄壁杆件的計算式，後被我國鋼結構設計規範採用並列入規範條款。

科學家精神

2020年9月11日，習近平在北京主持召開科學家座談會並發表重要講話，他指出：「科學成就離不開精神支撐。科學家精神是科技工作者在長期科學實踐中積累的寶貴精神財富。」科學家精神是胸懷祖國、服務人民的愛國精神，勇攀高峰、敢為人先的創新精神，追求真理、嚴謹治學的求實精神，淡泊名利、潛心研究的奉獻精神，集智攻關、團結協作的協同精神，甘為人梯、獎掖後學的育人精神。新中國成立以來，廣大科技工作者在祖國大地上樹立起一座座科技創新的豐碑，也鑄就了獨特的精神氣質。

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