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1992年季莫申科获奖感言,Jan D. Achenbach

波动分析的价值

通过简·d·阿肯巴赫西北大学

在美国机械工程师学会1992年冬季年会应用力学晚宴上的获奖感言

简·d·阿肯巴赫和乔治·w·布什女士们、先生们、朋友们、应用力学司的同事们:我非常感谢应用力学司授予我季莫申科奖章。然而,当我想到这个奖项过去的获奖者时,我站在这里必须非常谦卑。

看来,我是挤在老一辈政治家和婴儿潮一代之间的下一代——令人敬畏的“人造卫星一代”——中第一个获得这枚奖章的人。毫无疑问,我的许多同时代人,他们使应用力学领域不断发展,很快也会追随我的脚步。

我最喜欢的两位同事,本·弗洛伊德和丹·德鲁克,参加了今晚的会议。本是我的第一批博士生之一,他因在动态骨折方面的研究而闻名。我对他的成就感到一种间接的骄傲。本是一个非常慷慨的人,从他的介绍中可以明显看出。我很高兴丹·德鲁克(Dan Drucker)能在这里颁发奖牌。我从研究生时代就很钦佩Dan,不仅因为他在应用力学方面的成就,多年前他因此获得了Timoshenko奖章,还因为他一直是高级委员会基础研究和应用研究的坚定代言人,他比应用力学领域的任何人都更愿意花时间和精力参与这些研究。

让我告诉你几年前去世的一位同事的经历。他过着高尚的生活,他被允许进入天堂。当他进入天堂大门时,一位天使向他简要介绍了一下,并向他解释说,天堂的节奏是轻松的。有大量的研究资金。研究人员不慌不忙,仔细而深入地研究力学问题。于是天使说,你为什么不去工作,一年后再开一个研讨会。“没问题,”我们的同事回答,“我在来的路上做了一些工作,明天我可以开一个研讨会。”天使想了一会儿,然后说:好吧,但记住一件事,季莫申科、冯·卡门和g·i·泰勒会在观众席上。我们的同事决定再多花点时间。

从某种意义上说,季莫申科、冯·卡门和g·i·泰勒,以及所有其他获奖者今晚都在观众席上。但是同样的道理,这些应用力学的杰出人物总是在听众中在你和我本周参加的AMD会议上的演讲中。他们制定了标准。然而,从我参加的会议来看,我们令人钦佩地达到了这些标准。

我相信我是第一个从未见过季莫申科本人的季莫申科奖章获得者。1959年,当我作为一名研究生来到斯坦福大学时,教员季莫申科早已退休。我从未见过季莫申科,但我肯定看过他的书。它们被用于材料的高级强度、弹性、壳体、稳定性、振动和动力学等课程。我接触季莫申科的方法是夹在更古典的欧洲观点和更现代的美国观点之间的。在我来斯坦福大学之前,我在代尔夫特学习,学过比耶泽诺和科伊特的课程,他们两人几年前都获得了季莫申科奖牌。固体力学的核心课程是线弹性。Biezeno教授弹性理论的基础大致是Biezeno和gramell:用德语写的“Technische Dynamik”。这是一个很棒的课程,但它仍然是一个令人耳目一新的经历,让J.N.古迪耶接触到季莫申科的方法。从斯坦福大学毕业后,我去了哥伦比亚大学做博士后,我决定去听雷·明德林教授的弹性理论,我学到了很多东西,特别是自从明德林把惯性术语包括进来之后。 Biezeno, Goodier and Mindlin, all three were incomparable teachers with their own style and particular interests.

如果我想扩大与季莫申科的联系,我可以告诉你,我的导师(C.C. Chao)与布鲁诺·波利(Bruno Boley)一起工作,后者曾为尼克·霍夫(Nick Hoff)工作,后者是季莫申科的博士生。家谱是正确的。时间在流逝。

我一直很高兴,当有人问我以什么为生时,我可以回答我在波浪上工作,特别是当有人问我这个问题的时候。波浪让人联想到可能具有破坏性的快速移动的能量,以及向遥远的地平线或深入未知领域传播的横扫运动的景象。

我今晚演讲的题目是“波动分析的报酬”,就像“罪的报酬”一样,即报酬或回报。对我来说,工资确实很高,但在更重要的意义上,对许多科学和技术领域来说也是如此。我想了想《乘风破浪》你可能知道,这是一个冲浪者的术语,似乎适合在南加州的演讲中使用。你们可能还记得几年前有一部电影叫《无尽的夏天》,讲的是一些冲浪者环游世界寻找完美海浪的故事。我在应用力学领域的活动,近三十年来,也是一个无休止的夏天寻找完美的浪潮。

我在J.N. Goodier教授的一门课上接触到了固体中的波。哈利·科尔斯基的《固体中的应力波》一书就是教科书。这本书当时已经绝版,还没有以多佛平装本的形式出版。只有一份破旧的副本可以找到,复印几乎不存在,我和我的同学们用手抄写了书的一部分。我想那是我第一次想到有必要再写一本关于固体中的波的书。十多年后,我自己的书《弹性固体中的波传播》出版了。我相信它已经被复印过很多次了,但请原谅我的插销,它仍然是平装本的。

在这个国家,当我开始研究固体中的波的时候,由于哈里·科尔斯基、朱利叶斯·米克洛维茨和雷·明德林的工作,固体中的波的研究已经处于繁盛时期,他们都离开了这个世界,沃纳·戈德施密特和c·c·Chao仍然和我们在一起。我从这些先生那里学到了很多东西,也从乔·凯勒那里学到了很多,从同时代的人如鲍康如、Subhendu Datta和Ajit Mali那里学到了很多。现在,这一领域有相当数量的年轻工人。应用力学分会的波传播委员会比以往任何时候都更加活跃。

多年来,我一直试图在科学和工程的几个领域推进应用力学技术来分析固体和声学介质中的波动。在对结构的冲击和快速裂纹扩展方面有明显的应用,但也有从家庭基础进一步扩展到结构声学、地震学和定量超声的无损评估。这些努力有起有落。他们在地震学方面最不成功,而在无损评估方面最成功。很难对地震学做出贡献,部分原因是地震学家非常擅长波传播理论,他们已经开始研究地震记录的奥秘。然而,在七十年代和八十年代初的一段时期,应用力学家确实对地面运动理论和对地震机制的理解作出了重大贡献,他们最近发展了快速裂纹扩展和相关的辐射波运动模型。万博体育平台

当我在70年代中期开始对无损评估感兴趣时,这个领域被应用物理学家和电气工程师所主导。他们在仪器方面有出色的能力,他们对分析和模拟很感兴趣,但不想在这上面花太多时间。他们欢迎波浪分析方面的帮助。完美匹配。到目前为止,我已经学习了一些仪器和测量技术,他们采用了我们的分析和数值方法。一些在濒死体验方面知识最渊博的人,如唐·汤普森、布鲁斯·汤普森和拉兹洛·阿德勒,都是我最好的朋友,我们愉快地一起工作。

在追求产品的质量,特别是大型昂贵的产品,如飞机,桥梁和核反应堆,并确保这些产品的安全,无损检测将发挥重要作用。它是生命周期工程的重要组成部分,就像其他应用力学领域一样,如断裂力学,或更一般意义上的失效力学,损伤容限设计哲学和因因退休程序。

我有幸由一位以前的学生介绍。我很幸运能和学生相处。为学生找到一个有趣的、具有挑战性的、有价值的课题是一项重大的责任,特别是因为它通常必须在特定项目可用资金的限制下完成。这个选择对学生有长远的影响。理想的导师和学生应该以韦恩·格雷茨基为榜样。当韦恩·格雷茨基被问到他成功的秘诀时,他回答说:“我从不滑到冰球所在的地方,我滑到它要去的地方。”格雷茨基经常被认为是美国最好的冰球运动员。知道要去哪里是个好主意,因为正如刘易斯•卡罗尔(Lewis Carroll)所写的那样:“如果你不知道你要去哪里,任何一条路都会把你带到那里”,我可能会补充说,包括许多错误的路。明确的目标会有所帮助。让我再讲一个小故事。一个研究生和他的导师说,有两个人在找工作。 They were in a flat country, like Holland, where you can see to the horizon. They arrived at a railroad crossing where a third man happened to be standing. The two men explained that they were looking for work and asked where they could find it. The man who was asked pointed to the horizon and said: "over there where the rails get together, that's where you can find work". The two men started to walk along the track, a long way. Finally one of them, probably the professor, stopped and looked back and said "dammit we passed it".

一旦选择了一个好的主题,作品的进展可能会被不同的体育隐喻所表征。一种是像高尔夫球一样,学生要准确地从一个洞打到另一个洞。研究顾问的角色就像拿着高尔夫球杆的球童一样,偶尔建议选择铁杆或木棒,警告地形可能比看起来更粗糙,指出一些斜坡,警告沙坑的边缘比看起来更近,并为好球拍手鼓掌。第二种就像一场网球比赛,学生和指导老师在球场上跳来跳去,向各个方向击球,直到得分。最后的结果可能比在高尔夫比赛中更好。其实我更喜欢打网球。当然,我们中的许多人都梦想着四分卫/跑卫的情况,在一码线上,球由顾问传递,进行一次99码的单次奔跑并触地得分。

几百年前,一位智者说:“我从老师那里学到了很多,从同事那里学到了更多,但最重要的是从学生那里学到了更多。”我还可以补充一句,在一个更为平淡无奇的当代水平上,我非常感谢那些使我的学习成为可能的机构,特别是海军研究办公室的力学处和能源部的基础能源科学处。

正如你所知,有一些重要的迹象表明,研究经费将从基础研究转向应用研究。其中一些变化已经进行了一半。美国国家科学基金会目前正在考虑它的未来。将减少对基础科学的重视,而更多地强调教育、应用科学和技术转让。国防部的资金将转向民用研究。在我看来,这些变化将为我们在应用力学方面提供极好的机会。力学的应用遍及科学技术的各个领域。

《商业周刊》最近发表了一篇文章,题目是《嘿,你在象牙塔里吗?》,讨论的是联邦政府推行一项新的科技政策,该政策更加强调“实用研究”。快下来吧。”我相信,我们应用力学领域的人一直都准备好与工业界的同事在一楼见面。与工业的互动是非常刺激的,在未来,我们中的许多人(如果不是所有人)将更多地涉及工业应用中的力学问题。还记得Timoshenko为Westinghouse工作了很多年,而Mindlin的一些最有趣的研究是基于贝尔实验室对晶体振动的需求。

然而,有效的合作需要公司员工的参与。一个主要问题是,许多中小型公司早就解雇了他们的研发工程师,包括在应用机械领域工作的工程师,作为削减成本努力的一部分,以改善底线或上季度资产负债表,或偿还上次恶意收购带来的债务。我们大学可以为加强产品开发和国际竞争力的研究开发做出重要贡献,但我们必须有企业的同事来合作。所以,嘿,在美国公司的会议室和顶层公寓里,请聘请一些研发工程师吧。

这样的场合往往会让人反思。我尽量把它控制在最低限度。我知道我一直很幸运。不知何故,我总是会遇到合适的地方,遇到合适的人,遇到合适的问题。布鲁诺·波利两次遇到我,第一次是在哥伦比亚大学,第二次是在西北大学。早在60年代初,布鲁诺就有了一个完全没有任何附加条件的博士后职位的想法。他们被称为“学徒”,薪水比助理教授的工作还高,每月高达1000美元。这笔钱是由ONR通过Hal Liebowitz提供的,他当时是ONR机械部的主任。我是第一批受益者之一。我主要利用这段时间来完成我的学业。 After 9 months at Columbia I went to Northwestern, and years later Bruno via a detour to Cornell arrived at Northwestern to become Dean. He established an environment conducive to our research work in mechanics. Special thanks go to Bruno. I also want to thank my former and present colleagues at Northwestern for keeping me on my toes. Starting with George Herrmann, and then John Dundurs, Toshio Mura, Leon Keer, Sia Nemat-Nasser, Zdenek Bazant, Ted Belytschko, John Rudnicki and Isaac Daniel, as well as our younger colleagues, Tak Igusa, Brian Moran and Sridhar Krishnaswamy. I thank them all for providing a challenging environment.

应用力学部由S. P. Timoshenko于1927年创立。它有一个伟大的传统。在萨达姆·侯赛因的意义上,应用力学部门是美国机械工程师协会所有部门的母亲。在常规意义上,应用力学部门是其他几个部门的母亲,它实际上是多年来产生的,但该部门仍然强大而肥沃。我前面提到的研究环境的变化为我们的成员创造了美好的未来。近三十年来,我一直是该司的一名自豪的成员,我希望在未来的许多年里,我仍是一名积极的成员。谢谢你们授予我季莫申科奖章。非常感谢。

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