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| 李敏華 | |
|---|---|
| 出生 | 1917年11月2日 |
| 國籍 | 中國 |
| 知名於 |
1980年當選為中國科學院院士 1956年中國科學院自然科學三等獎 |
| 知名作品 | 《硬化材料的軸對稱平面應力問題研究》 |
李敏華（1917年11月2日-2013年1月19日），江蘇吳縣人，固體力學專家，中國塑性力學的開拓者，中國科學院院士 ，中國科學院力學研究所研究員、博士生導師 。
1935年李敏華考入清華大學；1937年隨學校遷到昆明，學校改名為國立西南聯合大學；1940年從西南聯合大學航空系畢業後留校任教，先後擔任助教、教員；1944年和丈夫吳仲華共同赴美留學，就讀於麻省理工學院機械系，先後獲得碩士學位（1945年）、博士學位（1948年）；1948年博士畢業後進入美國NACA路易斯發動機研究中心工作，擔任研究科學家；1954年她衝破美國的種種阻撓回國，先後在中國科學院數學研究所力學組及中國科學院力學研究所任研究員、固體力學研究室主任。1980年當選為中國科學院學部委員 ；2013年1月19日在北京逝世，享年96歲 。
李敏華主要研究塑性力學，在塑性問題的解析方法、結構強度、疲勞失效機制等方面作出了重要貢獻 。 [1]
目錄
主要成就
1980年當選為中國科學院院士 1956年中國科學院自然科學三等獎 1978年全國科學大會獎
代表作品
《硬化材料的軸對稱平面應力問題研究》
人物生平
＊1917年11月2日，李敏華出生於江蘇省吳縣（今蘇州市）的職員家庭，母親畢業於杭州女子師範中學，思想比較開明，支持李敏華姐妹自小讀書 。 1925年，李敏華到上海不久便發生了「五卅慘案」，給少年的李敏華留下深刻的印象。 ＊1931年，日本侵略中國東北三省，李敏華當時就讀於務本女中，該校校長很愛國，鼓勵同學參加示威遊行，並組織軍事訓練。一次五月四日上音樂課時，音樂老師給同學們講述了自己參加北京「五四運動」的經過，在李敏華的心中激起一股熱浪，決心畢業後要去北平（北京）讀大學。 ＊1935年，考入清華大學，不久，便爆發了一二·九運動，她一面和愛國青年一道積極參加示威遊行 ，一面更加刻苦學習，並決心以己之所學報效祖國。 ＊1937年，抗日戰爭時期，李敏華隨學校經過長沙遷到昆明，學校改名為國立西南聯合大學。 ＊1940年，畢業於西南聯合大學航空系，獲學士學位，之後留校任教，擔任助教、教員。 ＊1944年，與吳仲華共同赴美，就讀於麻省理工學院機械系。 ＊1945年，獲得麻省理工學院碩士學位，她的碩士論文做的是「用散射光彈解軸扭轉」方面的工作，她將散射光的特性、散射光彈原理與軸扭轉問題的特點相結合，提出了一個用散射光彈解決軸的扭轉問題的簡單新方法，得到了應變分布。之後在導師鄧·哈托（Den.Hartog）指導下攻讀博士學位，主要進行亞諧振動研究，這涉及到變係數非線性方程，分析工作極其困難。
- 1948年，獲得麻省理工學院博士學位，成了麻省理工學院工科方面的第一位女博士。
- 1949年，為了取得進行科研工作的實際經驗，李敏華決定獲得博士學位後，做一段工作再回國。隨後，李敏華也在NACA路易斯發動機研究中心強度研究室任研究科學家，進行塑性力學的研究工作 。
- 1952年，擔任美國勃洛克林理工學院機械系研究教授。
- 1954年，經過幾年的努力，克服了美國政府對在大學工作的中國理工科留學生回國橫加阻撓，離開美國，繞道西歐、蘇聯回到中國 。
- 1955年，回國以後進入中國科學院數學研究所力學研究室工作，擔任研究員。
- 1956年，進入中國科學院力學研究所工作，先後擔任固體力學研究室副主任、主任。
- 1980年，當選為中國科學院技術科學部學部委員。
- 1984年，加入中國共產黨。
- 2013年1月19日上午10時10分，因病醫治無效在北京逝世，享年96歲 。
主要成就
科研成就
科研綜述
1955年回國後，李敏華為青年教師開設塑性力學課，並組織討論塑性理論和蠕變理論，推動了中國進行塑性力學方面的研究。以後她參加航空航天方面的基礎研究工作。1959年前後，她領導了為新研製的複合材料試件進行高溫試驗以及瞬態加熱加載材料實驗機的研製工作。20世紀70年代中期，她參加航空發動機故障分析會，承擔了喇叭形渦輪軸在扭矩作用下的應力分析。這次故障分析會，使她深深感到疲勞問題的嚴重性，為此自20世紀80年代後，她又開始從事疲勞研究。同時發起組織側重宏觀研究的全國疲勞學術會議，推動了學術交流 。 李敏華在塑性力學方面，得出了軸對稱平面應力問題用塑性形變理論的簡單的精確解，論證了對這類問題在加載過程滿足塑性形變理論的適用條件，以後又推廣到平面應力問題。對渦輪軸（變截面圓軸）在扭矩作用下提出了應用非正交曲線坐標的有限差分法的新解法，能很精確地算出軸在小凹槽處的高應變集中區的應變。進行超載對低周疲勞壽命影響的研究工作。通過對鉛合金圓孔薄板試件在一種疲勞載荷作用下的實驗研究，得出超載60%，疲勞壽命增加3～4倍的載荷範圍，並觀察到超載滑移線障礙主載滑移帶的發展 。
塑性力方面
1949年初在NACA路易斯發動機研究中心工作時，李敏華進行圓形薄膜在側壓作用下考慮材料硬化的塑性應力應變分析工作。當時，塑性力學工作剛開始不久，考慮材料硬化的解更少，通常都採用形變理論迭代求解。她採用形變理論，用橢圓方程的角度α和無量綱有效應變γ/γ0來表達馮·米澤斯（Von Mises）屈服條件。使問題由5個未知應力應變分量和未知材料參數降為2個未知變量α、γ/γ0及未知材料參數。因α在邊界上已知，γ/γ0是隨應變分量變化的未知量，仍需要迭代求解。李敏華引進了一個任意常數k將半徑無量綱化為γ/k，這樣在一個邊界選定了γ/γ0值，從此邊界沿γ/k進行計算，直到α滿足另一個邊界值。這時的γ/k值等於β/k，由此可定出任意常數k，從而不需要迭代可得精確解，這種方法可用在軸對稱平面應力問題中，在計算機尚不發達的50年代初是非常有意義的。隨後，李敏華又通過計算推廣到軸對稱平面應變問題，通過實驗推廣到平面應力問題。由以上的這些工作她認為若零件所受外載比例增加，對塑性大應變問題、形變理論可以應用，而且也具有上述塑性形變的特性。馮元楨（Y.C.Feng）在20世紀70年代末訪問力學所時提到：「在去年舉行的國際力學學術會議時，我們還討論到李敏華的工作。」1981年哈佛大學J.哈欽森（Hutchinson）與何明元的工作中也應用塑性形變理論。
航天事業方面
1959年，李敏華接受了對新研製的複合材料試件進行駐點溫度超過1000℃的高溫實驗任務。李敏華作為研究室副主任，參加到研究組，通過調研決定採用火箭發動機加熱。由於時間緊，不可能研製常規火箭發動機。她提出用熾體引燃，大大縮短了設計和加工周期。他們在不到半年的時間內，在國內首次實現了駐點溫度超過1000℃的高溫實驗，航天部有關部門極為重視，專門組織參觀並進行仿製。隨後，李敏華又參加到建立瞬時加熱加載的材料試驗機工作的研究組。她提出應變測量方法，並與組內科研人員一起調研幾種加熱方法後決定方案，得到試件試驗段瞬時的均勻溫度，在國內首次研製成功了瞬時加熱加載材料試驗機。該組因這項工作被評為所內先進集體並獲得獎狀。 20世紀70年代初，針對航空發動機渦輪軸斷軸故障，李敏華承擔了在扭矩作用下喇叭軸應力分析工作。針對問題重點，需要得到小凹槽高應力集中區域的應力應變值。她提出以應力函數作為未知量，用非正交曲線座標有限差分法進行計算。這樣在所需計算機容量不大的情況下，直接得到沿小凹槽邊各點的應力值。當時她的小兒子患白血病住院，她每隔一天的下午或晚上去醫院，另一天加班工作，按時完成了任務。航空部有關部門在來信中稱：「對比有限元、光彈實驗及渦輪軸疲勞試驗的結果，該計算結果是比較準確的。該計算可按強度分析需要校核軸外表面任意點處的強度，是它優於有限元法的主要特點。這正是當初故障研究所需。」該項工作獲1978年中國科學院重大成果獎 。
論文著作
Lee Wu M H.Analysis of plane-plastic-stress problem with axial symmetry in strain-hardening range.NACA TR 1021，1951. Lee Wu M H.Linearized solution and general plastic behavior of thin plate with circular hole in strain-hardening range.NACA TN 2301，1951. Lee Wu M H.General plastic behavior and approximate solutions of rotating disk in strain-hardening range.NACA TN 2367，1951. Lee Wu M H.A simple method of determining plastic stresses and strains in rotating disk with nonuniform metal properties.J.of Appl.Mech.1952，19(4)：489～495. Lee M H.Effect of stress strain relations of material on solution of plane-stress problems with large plastic deformation.Congrés International de Mecanique Appliquée，9e.Actes Universite de Bruxelles（Brussels：Proc.of the 9th Inter'l Congress of Appl.Mech.），1957，8：156～165.另見力學學報，1957，1（1）：77. 李敏華，王仁.塑性應力應變關係總結.力學學報，1958，2(2)：167. 李敏華.硬化材料的軸對稱塑性平面應力問題的研究.北京：科學出版社，1960. 李敏華.變截面圓軸扭轉問題用非正交曲線坐標的新解法.固體力學學報，1980，1(2)：159～169. Lee M H，Ren X A.A new method for torsion of shaft with variable diameter using non-orthogonal curvilinear coordinates and its application.Proc.of AIAA/ASME/ASCE/AHS 22nd Structures，Dynamic and Materials Conf，April 6～8，1981，Atlanta USA，Part 1，1～6. Lee M H，Tu M R.Multi-objective-speckle technique and its application.Beijing，China：Proc.of Inter'l Conf.of Experimental Mech.1985.392. Lee M H, Wang Z J，Zhou A H.Effect of propertional over-loading on the life of low cycle fatigue crack initiation of strain-concentrated member.Beijing， China：Proc.of Inter'l Conf.Mech.Behavior of Materials－5，June 3～6，1987：671～676. 李敏華，毛天祥，周愛華等.比例超載對鋁合金圓孔薄板試件低周拉－拉疲勞壽命的影響.力學學報，1993，25（4）
人才培養
李敏華除科研工作外，還為清華力學班開《塑性力學》課程。在中國科學院創辦中國科學技術大學時，她兼任力學系固體力學教研室主任，並講授《塑性力學》課程。在研究生培養方面，她先後於1956年，1962年至1964年招收培養研究生6名。1989年起先後培養碩士生10名博士生3名 。
個人生活
1935年，李敏華剛上大學一年級時認識了吳仲華，他們有「理工救國」的共同奮鬥目標和對攝影和音樂的共同愛好，使他們成為好友。1940年大學畢業後，李敏華和吳仲華分別被留在航空工程系和機械系任助教，1943年兩人結婚，次年一同途經印度赴美，進入麻省理工學院研究生院學習，到美國不久，他們有了兩個兒子，李敏華一邊撫育孩子，一邊攻讀碩士、博士學位
人物軼事
1945年李敏華開始讀博士時，美國對婦女還很歧視，她在麻省理工學院機械系負責本科生的教授說：「我不能看到機械系有女博士。」幸好負責研究生工作的蘇特勃（Sodeberg）教授支持她，在讀博士期間，李敏華選修了熱力學課程，肯能（Keenen）教授在一次發考卷時說：「這次考題很難，很多人不及格，第一名考95分，是吳夫人（Mrs.Wu）。」後來肯能教授夫人在一次茶會上對李敏華說：「開始肯能教授對你不相信，所以出難題考考你。通過這次考試肯能教授才相信。」