研究焦点:Lambert Ben Freund教授(LBF)

1942年11月23日，兰伯特·本·弗洛因德(LBF)出生在伊利诺斯州的约翰斯堡，这是该州东北角一个只有几百人的小农村社区。中西部的这部分地区在19世纪30年代的黑鹰战争中向欧洲人开放。1841年，他祖先的一个小代表团来到了这个地区。他们给在巴伐利亚和莱茵兰等待的亲戚写了热情的信，导致19世纪中期移民家庭迅速在该地区定居。后来成为弗罗因德家族农场的农场是通过1820年的国会法案，由政府出售公共土地，转让给其中一名定居者的。后来，LBF的曾祖父买下了这块土地，他把四分之一(160英亩)的土地传给了他的四个儿子，其中一个是LBF的祖父。这片土地随后传给了唯一在世的儿子伯纳德·弗洛伊德。LBF是四个孩子中的老三，由他的父母伯纳德和安妮塔·弗罗因德在家里的奶牛场抚养长大。管理奶牛场的责任比社会活动和学校体育活动更重要。与此同时，它还提供了一种充满活力的户外生活，可以接触到自然的循环，饲养牲畜的艺术，以及对辛勤工作价值的欣赏。 He attended St. John the Baptist Elementary School and the McHenry Consolidated High School where he demonstrated a talent for mathematics and science.

中学毕业后，LBF听从父亲的建议继续深造，以便有资格找到一份好工作。1960年，他进入伊利诺伊大学香槟分校学习电气工程。当时的标准课程包括第二年在理论和应用力学系教授的静力学和动力学的必修课。通过这门课程，他发现了对力学领域的天然兴趣和欣赏。因此，他改变了他的主要研究领域，在伊利诺伊大学的工程力学一个相对较新的项目。除了广泛接触力学分支之外，该计划还提供了深入研究数学的机会。该计划还要求一系列工程实践课程，为了实现后一个目标，他遵循机械工程系机械设计课程的顺序。力学课程也需要一篇高级论文，这完全是一个关于循环加载下铅的蠕变速率加速的实验项目。在伊利诺斯州利伯蒂维尔的弗兰克·g·霍夫公司的研究开发部门工作的四个暑假和大学假期里，实验工作和机械设计的学习经验被证明是有用的，该公司是橡胶轮胎搬运设备的制造商。这一实际工作经验提供了机会做实验仪器，数据减少从现场测试和测试程序的管理，以验证变速器离合器或轴的新设计，例如。 In the course of this work, he also learned the rudiments of operating heavy equipment.

LBF于1964年获得伊利诺伊大学科学与工程力学学士学位。为了有资格获得更有吸引力的工程专业机会，他决定继续在同一所机构攻读硕士学位。正是在这一时期，应用力学和波动的能量方法的研究生课程为更深入地追求力学的主题提供了灵感。1965年，他以国防教育法研究员的身份参加了西北大学土木工程系的理论和应用力学项目。许多这类研究金是在苏联1957年发射人造卫星后设立的。他被指派与西北大学一位相对较新的教员简·d·阿肯巴赫教授一起工作，阿肯巴赫教授被证明是一位出色的研究顾问。这种交往是富有成效的，并导致了一生的职业友谊。

在伊利诺斯大学读本科时，LBF通过一个共同的朋友介绍给伊利诺斯州立大学艺术专业的本科生Colleen Hehl。LBF和科琳分别在伊利诺斯州和伊利诺斯州获得硕士和学士学位后，两人于1965年结婚。当他们一起在伊利诺伊州埃文斯顿开始他们的新生活时，科琳在伊利诺伊州惠灵的中学教艺术，而LBF在西北大学攻读研究生。他还积极参加土木工程校内篮球队。

LBF在不到两年的时间里完成了他在西北大学的博士研究，论文题为《弹性介质界面上半无限平面势栅对弹性波的衍射》。根据西北大学教师的建议，LBF决定进行博士后研究，以获得不包括在他的研究生教育中的力学分支。1967年，布朗大学材料研究实验室提供了一个相对不受限制的研究机会，他毫不犹豫地选择了追求这种可能性。该职位提供了研究塑性和大变形现象的力学的机会。1969年，他应邀成为布朗大学工程系的助理教授。

1969年也标志着LBF和他的妻子科琳的个人生活发生了重大变化，即他们的第一个儿子乔纳森的出生。从那以后，家庭成了他们生活的中心，成为他们一生的力量和动力。四年后，1973年，双胞胎儿子杰弗里和斯蒂芬的出生使这个家庭再次扩大。

到1970年，动态断裂力学的研究领域在国际研究界逐渐兴起。到那时，英国的伊丽莎白·约夫和瑞典的伯特伦·布罗伯格已经发表了他们对断裂动力学问题的开拓性数学解决方法，其他人也开始关注这一课题。当时，J. D. Eshelby, Jan Achenbach和其他人都有重要的工作。在美国海军研究办公室和国家科学基金会提供的研究资金支持下，LBF公司开展了一项研究项目，重点研究了裂缝动力学领域的几个基本问题。他在1972年至1974年间发表在《固体力学与物理杂志》上的一系列论文推动了这一领域的发展。这项工作首次提供了一个完整的弹性动力学裂纹扩展力学，可以在没有对这种扩展的性质进行先验假设的情况下应用。通过这项工作，拉伸裂缝和剪切裂缝生长的运动方程可以用于实验室实验和现场破坏的解释。这项工作促进了国际上对动态条件下断裂起裂、裂纹扩展和裂纹止裂的研究。在接下来的30年里，这项工作及其结果激发了理论和实验方面的一些突破，并通过他以前的学生、博士后研究人员和其他同事的积极参与，扩大了断裂力学的范围。

除了他对动态断裂力学的基本科学贡献外，LBF的工作对断裂力学领域内的其他广泛领域产生了深远的影响。在实际应用方面，他在管道和压力容器弹塑性断裂方面的工作有助于理解实践中的失效，解释旨在提高管道钢材质量的现场实验，设计用于埋地管道的机械止裂器，设计和解释表征工程材料动态断裂行为的实验室实验。最近，他一直致力于研究观察到的韧性材料在高速率变形时的破碎现象。半个世纪以来，这一现象的解释一直是该领域的一个悬而未决的问题，直到LBF和博士后助理Vijay Shenoy和Pradeep guuduru将其作为动态塑性分岔现象来处理才得到解决。他的工作还表明，在延性结构材料的表面添加一种相对柔软、重量轻的材料，可以在抑制延性断裂的发生方面产生显著效果。

在地震学和地球物理学中的震源建模领域，LBF在动态剪切方面的工作为理解导致地震的地壳断裂提供了及时的定量指导。特别是，他关于声波间剪切破裂的预言论文研究了这种高度动态情景的理论可能性。30年后，实验室实验和地球物理场证据通过他以前的学生阿瑞斯·罗萨基斯和其他人的工作，证实了他的理论预测的惊人准确性。他在材料动态失效方面的贡献在1990年由剑桥大学出版社出版的专著中达到顶峰。这本名为《动态断裂力学》的书，不仅在工程科学中，而且在对动态断裂现象产生兴趣的物理科学的其他分支中，仍然是关于这一主题的主要参考。

在深入研究动态断裂的同时，LBF对薄膜材料的变形和失效产生了兴趣。他开始追求这一领域，这不仅对他来说是新的，而且对力学界来说也是新的，他以特有的热情和严谨开始了他的整个研究生涯。事实上，在随后的几年里，他的大部分研究工作都致力于薄膜研究的各个方面。他在该领域的工作始于对薄膜中螺纹位错的成核、传播和阻塞的基本机制水平的理解。他关于该主题的一系列论文形成了理解控制这一复杂现象的微观力学的基础，这对微电子器件的高质量半导体薄膜的制造至关重要。他的研究进一步导致了薄膜表面扩散辅助粗糙度演化的研究，以及在高真空条件下沉积过程中半导体岛或量子点的形态演化的分析。他还对薄膜导电材料的失效提供了见解，特别是通过对微电子器件钝化互连线中空洞形核和应力驱动的空洞增长的建模，以及对导电线电迁移失效的建模。

LBF和他的学生首次将量子力学集成到机械变形中，以评估量子器件中残余应变场对载流子输运的作用。这项工作与布朗大学对该问题的实验研究并行发展，为力学领域增加了一个新的维度，并激励了许多年轻人在传统力学和现代电子学领域进行类似的研究。在最近的工作中，LBF和Vivek Shenoy建立了半导体材料小单晶的表面能和制造小半导体异质结构时自然产生的机械应变之间的联系。这一发现为理解多年来无法解释的实验观测提供了手段，特别是表面取向不被视为低能取向的持久性。这些表面取向的稳定完全是由于机械应变。此外，本文还介绍了一种分析小应变结构形成过程中表面演化的变分方法。新方法为分析这些系统提供了一种有效的方法。

这些工作涵盖了从用于应力测量的晶片曲率方法，到应力薄膜的断裂和屈曲，再到纳米尺度上的表面现象，这些工作总结在与麻省理工学院的Subra Suresh合著的《薄膜材料》一书中，并于2003年由剑桥大学出版社出版。

尽管LBF的大量研究论文都是独立撰写的，但他也与许多研究生、博士后研究人员、布朗大学的同事和其他机构的同事进行了富有成效的合作。他曾在斯坦福大学(1974-75年和1995年)、哈佛大学(1983-84年)、加州理工学院(1988年、1999年和2003年)、加州大学伯克利分校(1995年)和伊利诺伊大学(2003年)度过休假/研究假期。

LBF对工程科学的影响是重大而持久的。他是新领域发展的核心，也是整整一代科学家和工程师的灵感来源。虽然这些新的研究领域在他的直接参与之外保持着自己的生命，但LBF继续寻找新的方法来利用他的机会感和需求，为未来塑造力学领域。他目前对生物材料的粘附和与此过程相关的分子间相互作用力的产生感兴趣。该领域的工作目标之一是了解生物功能中的细胞运动性，并进一步开发修改这种运动性的策略。

LBF在他的职业生涯中一直认真对待他作为老师和导师的责任。他的演讲技巧和课堂表现在布朗大学毕业生中是传奇。潜在思维过程的清晰和透明，以及对课程材料组织的敏锐感觉，使他的教学风格成为一种难忘的经历。

除了是一名有成就的教师和研究人员，LBF的专业人格还有另一方面，那就是致力于为社区服务。他曾担任布朗大学工程系主席，国际理论与应用力学联合会(IUTAM)财务主管，现任IUTAM主席，美国机械工程师学会(ASME)应用力学分会主席。他还曾长期担任《应用力学杂志》的技术编辑，《固体力学与物理杂志》的联合编辑(与约翰·威利斯)，以及《美国国家科学院院刊》的副主编。在这些职位上的服务反映了一种愿望，即培养该领域的高标准，指导年轻研究人员的发展，并鼓励工程和科学界的广泛互动。由于他的贡献得到了许多专业协会的认可，LBF已经获得了该领域的一些主要奖项，包括乔治R.欧文奖章(美国测试和材料学会)，威廉普莱格奖章(工程科学学会)和斯蒂芬P. Timoshenko奖章(美国机械工程师学会)。他还被选为美国艺术与科学院(1993年)、美国国家工程院(1994年)和美国国家科学院(1997年)的成员。

LBF在学术和专业活动之外还追求许多兴趣。从他读本科的时候起，他就在弹吉他中找到了放松的方法，他的大儿子也对弹吉他很感兴趣。他收藏了大量的音乐唱片，其中大部分是那些时期大师们的巴洛克和古典作品，还有一些布鲁斯和美国民间音乐。他是一位热心的读者，对传记和美国历史特别感兴趣，尤其是美国内战和第二次世界大战时期。他是亚伯拉罕·林肯的终身崇拜者，对林肯发表的演讲和信件感兴趣。

在写这篇文章的时候，LBF和他结婚40多年的妻子科琳住在罗德岛的巴林顿。他们的家庭仍然是他们生活的焦点。长子乔纳森(Jonathan)是伊利诺伊大学(University of Illinois)机械与航空工程教授;他和他的妻子艾米为这个家庭贡献了四个孙子孙女。杰弗里是旧金山小公司Clickability的联合创始人兼首席技术官，也是一家互联网软件开发商;他和他的妻子梅根将在不久的将来为这个家庭贡献一个他们自己的孙子。杰弗里的双胞胎兄弟斯蒂芬是马萨诸塞州威廉姆斯学院的计算机科学教授。

请注意。这篇文章改编自《纽约时报》上刊登的一本传记固体力学与物理杂志在L.B. Freund教授60岁生日之际，Ares Rosakis, G. Ravichandran和Subra Suresh在加州理工学院举办了一个研讨会，51，(2003)，会议记录。