钱令希


钱令希(1916—2009),著名力学家、 工程师、教育家。长期从事结构力学的教学和研究,是中国计算力学的工程结构优化设计的开拓者,也是使结构力学与现代科学技术密切结合的先行者与奠基人,在 中国的桥梁工程、水利工程、舰船工程、港湾工程等领域都作出了重要贡献。他善于教书育人,爱护人才,培养出了几代优秀的力学家。中国共产党党员、大连理工大学(原大连工学院)第二任校长,中国科学院院士,著名力学家、教育家钱令希因病医治无效,于2009年4月20日10时零1分在大连逝世,享年93岁。

钱令希 - 生平概况

钱令希,1916年7月16日出生于江苏省无锡县鸿声乡的一个书香门第。父亲钱伯圭早年参加辛亥革命,后从教于荡口镇果育学校。其学生,后来成为国学大师的钱穆在《师友杂忆》一书中,曾回忆他与伯圭师关于中西文化比较的一次谈话,说:“余之毕生从事学问,实皆伯圭师此一番话有以启之。”钱令希的哥哥钱临照,是中国著名的物理学家,中国科学院学部委员,比他大10岁。钱令希幼年时代,父兄对他的管教甚严,特别是哥哥,对他后来的成长帮助很大。

童年的钱令希表现出了高度的自治能力。他9岁即离家到附近的梅村镇高小住读,11岁考上了刚刚建校的江苏省立苏州中学,读初中一年级。从农村到大城市,钱令希什么都觉得新鲜,不禁贪玩起来。读了一学年,英文连26个字母都背不连贯,历史课还没考及格。他顿感问题严重,决心从头干起。1928年10月,年仅12岁的钱令希经过一个暑假的发奋学习,跳过初中考入了上海中法国立工学院高中部。这是一所用欧战赔款由中、法两国合办的高等学校,分大学部和高中部,各读四年,高中第一年专学法文。钱令希小小年纪就知道汲取教训,不再贪玩。他潜心攻读,第一年,以优秀成绩通过了法文集中训练;第四年,他又以优秀成绩直升大学部土木科。当时,这所大学按照法国习惯,不呼学生姓名,只叫学号。“800”号的钱令希一路顺风,大学年年都考第一名。这段经历,钱令希后来经常作为体会来向学生作介绍。他说:学习如同钉螺丝钉,开头要锤几下,搞正方向,把基础打牢,后来拧起来就顺利了。否则,开头钉得歪歪扭扭,拧起来就事倍功半。求学之道慎起步啊!

20世纪30年代是中国现代史上内忧外患交困、革命斗争风起云涌的年代。大学时代的钱令希深感“国家兴亡,匹夫有责”,抱着“科学救国”的满腔热情刻苦学习,1936年9月,以土木科第一名的成绩,从上海中法国立工学院毕业。同年10月,得中比庚款委员会的选拔,被保送到比利时的布鲁塞尔自由大学留学,2年后毕业,获得了“最优等工程师”的学位。

1938年,抗日战争已进入第二年。钱令希满怀抗日救国的赤诚,立即回国。在昆明,他被刚刚成立的叙昆铁路局录取为“试用”。这条铁路计划从四川的叙府南达云南的昆明,然后与滇缅铁路接通,以期为全民抗战打开一条国际通道。刚参加工作,钱令希便和一位老工程师一起在人烟稀少的西南边陲翻山越岭,风餐露宿,进行桥梁踏勘。经过麻疯病流行地区,他们两人也亳不畏惧。那年冬天,他们硬是凭着两条腿,在140多公里的线路上,为上百个大小桥梁、涵洞定位定型。这段经历,为他今后使理论密切联系实际,以及为工程建设服务打下了一个良好的基础。

从1941年到1943年,他先后在川滇铁路公司、熊庆来为校长的云南大学和茅以升领导的交通部桥梁设计工程处工作。

1943年11月,钱令希应浙江大学工学院院长王国松教授之邀,到内迁遵义的这所大学任教。在那里,他受竺可桢校长倡导的“求是”学风的熏陶,埋头钻研学术,写出了一篇篇崭露头角的学术论文,其中的《悬索桥近似分析》一文,1946年经当时内迁重庆的北平图书馆推荐,在美国《土木工程学报》发表。他的另一篇《关于梁与拱的函数分布与感应》的论文,1946年获得当时政府颁发的科学奖。那时,浙江大学的学术空气很活跃,年轻的钱令希作学术报告时,竺可桢校长也去听讲,并给予热情鼓励。1950年,在这所大学搬回杭州的第四年,钱令希担任了土木系系主任。他励精图治,改革求进,大力整顿和加强了资料室和实验室,并提倡教师写教学大纲,改进教学方法。这些措施,深受师生欢迎。

解放前夕,浙江大学的学生运动轰轰烈烈,他的助教和学生中不少是地下共产党员或进步分子,钱令希心里有数,并对他们十分钦佩。有一次,他的资料室的柜子里发现一藤箱书籍,都是《新民主主义论》 、 《唯物辩证法》等革命书籍。从此,他严格保管钥匙,不让人随便进入。事后,掩藏这批图书的地下党员、后来担任宁波大学校长的朱兆祥说:“钱先生真是深知我们的好老师。”

钱令希1942年2月在云南昆明结婚。夫人倪辉是位数学教师,毕业于河南大学。生有一子一女。

1952年1月,钱令希接受大连工学院院长屈伯川博士之邀,来到大连工学院(现改名大连理工大学),任教授和第一任科学研究部(现科研处)主任。1979年任副院长,1981年至1985年任院长,现为大连理工大学顾问。40年来,他把全部心血奉献给该校,为学校的教学与科研建设作出了重要贡献。他参加了该校土木系港口及航道工程专业的创建工作,又创建了工程力学系和工程力学研究所,建立了一支老中青三结合的,教学与科研并重的骨干梯队,使该校的工程力学成为国家的重点学科,并办起了博士点和博士后流动站。他爱校如家,领导全校师生员工,解放思想,大力改革,并着意促进与国外的学术交流。

在教书育人为国家培养高级建设人才的同时,钱令希潜心学术研究,努力使力学为社会主义经济建设服务。

1954年,他担任武汉长江大桥工程顾问,并于1958年参加了南京长江大桥的规划工作。1959年他还参加了长江三峡水利枢纽的规划会议。从中国实际出发,提出了新型支墩坝型——梯形高坝的建议,后为浙江湖南镇128米高坝及其他几个水电站工程所采用。

60年代初,中国处于经济困难时期,国际形势也较严峻,自力更生地建设现代化的国防显得十分迫切。为研制核潜艇,钱令希承担了壳体的强度、开孔和稳定问题的研究,出色地完成了任务,获全国科学大会奖和国家自然科学三等奖。

1974年11月,大连工学院承担了中国第一个现代化油港——大连新港主体工程的设计任务。这项工程是落实周总理“三年改进港口面貌”指示,为扩大原油出口而兴建的,钱令希领导了海上栈桥的设计和建造,他提出“百米跨度空腹桁架全焊接钢栈桥”方案,并亲自参加设计和施工。1978年此项目获全国科学大会奖和国家70年代优秀设计奖。

1979年6月,他实现了50年代以来孜孜以求的奋斗目标,加入了中国共产党。

1979年,他被评为全国劳动模范;1980年,又被评为大连市的特等劳动模范。

1987年9月,他接受以比利时国王名义授予的比利时列日大学名誉博士学位。

钱令希 - 结构力学

1990年5月,钱令希在《力学与实践》杂志上发表了题为“力学与工程”的论文,他以自己的认识和实践谈了力学的渊源和发展动力问题。他认为,力学一开始是物理学科的基础,从基础研究到实践应用,特别是与工程结合后,逐渐形成了应用力学这门独立的技术科学中的骨干学科。它服务于自然科学,但更重要的是为工程技术服务,并且服务对象极其广泛。它发展迅速,分支林立,很难说有人能通晓和掌握其全貌。钱令希是搞土木工程出身的,因此深谙力学与工程的关系。工程需要力学,但自古没有力学家,工程也进行与完成;有了力学的参与和服务,工程科学就更加灿烂多姿,力学服务要有创造性,更要具体,要以计算和实验定量地回答问题。他说:“在学术上,我老是不安份的。”他从没有满意过自己的学识和工作。钱令希正是以这种面向工程的服务精神和锐意进取的努力,在学术上作出一系列成绩,同时培养出一批又一批优秀的力学工作者。

悬索桥的近似分析40年代中期,钱令希从铁路桥梁工程实践转入内迁至贵州省遵义的浙江大学教书。那时,在云南边陲澜沧江上,中国第一座现代化的悬索桥刚刚落成。他蓄意研究这种桥型的力学性能。这种桥适用于大跨度的跨越。跨度一大,挠度就比较大,用当时的弹性小挠度理论计算就不够准确。但是,要用非线性挠度理论,在没有电子计算机的时代,工程师们是力不从心的。钱令希经详细研究后发现了两点:一是非线性因素对悬索的水平拉力的数值大小固然有影响,但是对其在桥梁活载下的变化规律却是影响极小;二是非线性因素对加筋梁的影响可以用一个柔度系数来表征,而这个系数在给定的恒载与活载比例下是相对稳定的。这两个力学性质的发现大大地简化了非线性分析。他推演出了一套完全是显式的计算公式和供工程实用的曲线,使设计者使用计算尺便能在几个小时内完成一个设计方案的近似非线性分析。这项研究成果在1948年美国《土木工程学报》上发表。由于它的创造性和深入浅出、面向工程的风格,于1951年被授予结构力学的莫采夫奖。但因当时抗美援朝战争已经爆发,钱令希拒绝接受此奖。以后,这个奖临时改授予以研究立柱非弹性稳定理论著名的美国力学家尚利了。

余能理论1950年,钱令希在《中国科学》1、2期上发表了论文《余能理论》 ,这个理论本是德国学者恩格赛于1889年提出来的。但是,很长时期没有得到应有的重视和发展。钱令希在论文中论证了余能理论,为非线性问题提供了一个有力的能量变分原理。文中还用以证明了直梁在纯弯曲情况下,一个平截面仍然为一平截面,不论材料是弹性的还是塑性的。长期以来,这本是梁的工程理论中的一个假设,他用余能理论简明地给予了证明。这篇论文开创了中国力学工作者对变分原理的研究。以后,在中国出现了一批有国际影响的变分原理研究成果。它也有力地说明,以变分原理为基础的有限元法研究在中国是有传统的。

编写了两本结构力学教材1951和1952年,钱令希的《超静定结构学》和《静定结构学》两本教材问世。薄薄两册,以其简洁而富有启发性的风格,严谨而不落俗套的系统,深受读者喜爱。书中有不少是教学过程中师生的心得和研究成果,例如《静定结构学》中的机动分析的通路法、《超静定结构学》中的集体分配法和调整分配法以及空腹桁架分析都是概念比较新颖而又便于工程实用的新内容。当时,结构力学盛行弯矩分配法,他提出的调整分配法,后来被人称为“无剪力分配法”,颇受人注意而得到推广和发展。直到现在,50年代读土木工程的学生,还常称道这两本教材。但钱令希则说:“现在已进入电子计算机时代,这两本教材的不少方法都已过时,不足道矣!”不过这两本教材在概念上力求深入浅出和在叙述上简洁流畅的风格,还是值得流传的。

拱坝分析和支墩坝新坝型 中华人民共和国成立后,政府大力兴修水利工程。大型薄壳拱坝是极有利的坝型。当时,薄壳理论还很难用于拱坝分析,国外习用的试载法又过于繁复,且结果难于判断,而中、小型拱坝常用纯拱法和拱冠梁法,其力学模型的假设虽然清楚,但略去的因素太多,过于粗糙。钱令希于1959年在《大连工学院学报》和《中国科学》上连续发表文章,把拱坝壳体的扭转作用纳入拱冠梁法,虽然增加的计算量不大,但得到的结果却更接近于实际,因此这一方法在工程中得到了应用。

结构极限分析与安定分析 从工程观点出发,钱令希一贯认为结构分析中最关键的问题是结构在给定荷载环境下的极限承载能力,用它才能估计一个结构方案的真实安全度。通常,工程设计依靠的弹性分析只能给出在工作状态下的应力和变形。用允许应力和允许变形准则做出的设计,由于忽视了材料塑性赋予结构的潜力,不仅得出的结构安全系数不真实,而且造成材料资源的浪费。因此,长期以来他总想为工程师提供一种方便而又实用的极限分析方法,包括复杂加载下的安定分析方法。

60年代初,他在《力学学报》和《中国科学》上发表了关于壳体承载能力的论文,从能量原理提供了一个方法。但他并不满足于这个虽然简单但不够一般的方法,后来,他又和他的学生钟万勰一起发表了固体力学中极限分析的一个一般变分原理,它以假设的速度场和应力场彼此独立变分,以满足极限分析的全部方程,包括材料的塑性屈服条件。变分结果可以给出介乎上限与下限极限承载能力的近似解。它为塑性力学中的变分原理创出一条新路,引起了人们的广泛兴趣。以后,钟万勰又把它发展成极限分析新的上、下限定理。

结合壳的稳定问题 60年代,为制订中国潜艇结构的强度计算规则,钱令希承担了锥柱结合壳在静水压力下的稳定分析的任务。当时,对于这种形状复杂的壳体,很少有参考资料,他和他的助手们研究了这类壳体的有利和不利形式,并给出相应的理论和算法,成功地应用于中国核潜艇的研制,并被纳入国家设计规范。这项工作和后来发表的论文《潜水耐压的锥柱结合壳的强度和稳定性》获得了1978年全国科学大会奖和1982年国家自然科学三等奖。

计算力学和工程结构优化设计 1972年,在周恩来总理“要搞好基础理论研究”的指示下,中国科学院召开力学规划设想座谈会。钱令希在会上倡导发展计算力学;他还提出力学要越出仅作分析的老传统,还要以综合研究工程优化设计的理论和方法,进一步为工程服务。他指出由于计算机的应用,国外力学分析的新局面已经打开,并且发展迅速,而优化设计亦正在形成气候,中国力学工作者必须迎头赶上。会后,他在《力学情报》上发表了《结构力学的最优化理论与方法的近代发展》一文,引起了大家的注意。1978年,在制订全国力学学科发展规划时,他极力主张把“计算力学”列为力学发展的重要方向之一。他的主张被采纳,并被指定主持了全国力学发展规划中“计算力学分支学科规划”的调研与制订工作。之后,他致力于组织队伍,进行研究与实践,发表了一批论文。1980年和1981年,他担任中国力学学会结构力学专业组组长,在大连和杭州亲自组织了两个全国性的计算力学会议,进行倡导。很快,于1983年正式成立了中国力学学会计算力学专业委员会,学科和队伍得到迅速的发展。当时,优化设计的理论与方法在国际上有两条途径:一条是依靠数学规划,其理论基础强,并有通用性,但实用比较困难;另一条是依靠一些简明的准则,来指导优化的算法,它便于工程实用,但仅限于部件截面的优化问题,因此有局限性。在这类问题上,钱令希的研究表明,两条途径实际是可以统一的,都可归结到相同的序列线性规划的算法上来。这个结果和当时国际上几位先进学者的工作一致。但是,人家是先行10年后才走到这一步的。他和同事们进一步研究,在1983年发表了《工程结构优化的序列二次规划》一文,找到一条比序列线性规划更为切合实用的途径。在这个基础上,他们开发了DDDU程序系统。这个系统后来有4个版本,逐步从研究性的优化程序发展到切实面向工程应用的程序。这个程序比较完善,得到工程界的应用,也为国外同行重视。

1983年,钱令希总结了他在大连工学院工程力学研究所领导的部分研究工作,写出了专著《工程结构优化设计》 。该书于同年获得全国优秀科技著作一等奖。

在钱令希所在的大连理工大学工程力学研究所里,目前已成长起一支研究力量,他们正在计算结构力学领域内努力工作。除进行一些理论性研究之外,结构优化设计方面正继续向计算机辅助设计方向发展。已开发的混凝土结构的FCAD系统以及用途更广泛、功能更全的MCAD系统,都坚持一条准则:面向工程,理论联系实际,切实为工程服务。

他主持的工程结构优化设计研究工作,集体获1990年国家教委科技进步一等奖和1991年国家自然科学二等奖。

钱令希 - 善选英才

1978年,在参加全国科学大会期间,年过六旬的钱令希感奋不已,他夜不成眠,信手写下了如下的诗句:

作为一个有眼光的教育家和力学家,钱令希认为:一名教师做为个人来说,想永远保持优势在天底下是没有的,因而他在教书育人的同时,经常向自己的学生学习,并鼓励学生超过自己。他说:“学生要是不比先生强,我们的科学和教育还怎么发展?”

早在40年代末,钱令希在浙江大学土木系开了一门选修课: 《高等结构力学》 。听课的学生只有两人,胡海昌和潘家铮。在课堂里,钱令希用讨论交流的方式进行教学,对此师生双方都感到是一种精神上的享受。更多的时候是他把自己的讲稿提纲给他们看,让他们提意见。当学生提出有意义的新见解时,钱令希就把它吸收到自己的教材中去。有时,则干脆鼓励他们自己把它写出文章来。就这样,师生之间切磋琢磨,教学相长,钱令希感到很有收获。后来,这两位学生都很有建树,于1980年,双双被选为中国科学院学部委员。直至今日,他们师生间还保持着密切的联系。钱令希谦虚地说:“在他们的业务领域里,都作出了比我强得多的成绩。”

钱令希爱才、识才,并且不拘一格培养人才,努力在大连理工大学和工程力学研究所造成一种良好的学风和环境。1981年,他的博士点招收的第一位博士研究生施浒立,大学时学的是机械工程,硕士论文属于电子工程,他是抱着改变过去国内外天线的电磁与结构两部分孤立地进行研究和设计的传统做法,来大连工学院学习计算力学这一第三专业的。钱令希对此十分赞赏,经过考核,欣然录取了他,并且给予了精心的指导。1984年7月,施浒立跨学科的博士论文《双反射面天线“结构——电磁”系统优化设计的研究——复合场的最佳偶合设计方法》 ,顺利地通过了答辩,被一致认为是有开创意义的论文。事后,钱令希谈到这件事时说:“施浒立的论文涉及两个学科,一部分内容超出了我的专业,我是不熟悉的。我就是喜欢学生的知识面比教师的更宽、更加现代化。这就是一代更比一代强!”论文答辩委员会主席、中国科学院学部委员、北京天文台台长王绶琯吸收他到科学院读第二个博士学位,从事天文物理技术的研究和开发工作。自此,施浒立又进入了一个新的领域。

钱令希 - 人物简历

1916年7月16日 生于江苏省无锡县。

1928—1936年 上海中法国立工学院学习,1936年自该校大学部土木科毕业。

1936—1938年 比利时布鲁塞尔自由大学学习,1938年毕业,获“最优等工程师”学位。

1938年 任昆明叙昆铁路局工程师。

1941年 任昆明川滇铁路公司工程师。

1942年 任云南大学土木系教授。

1943年 任交通部桥梁设计工程处工程师。

1943—1951年 任浙江大学土木系教授,1950年任土木系系主任。

1947年 兼任杭州浙赣铁路桥梁工程师室正工程师。

1952—1985年 任大连工学院(现名大连理工大学)教授,1979年任副院长,1981年至1985年任院长,1985年开始任顾问。

1954年 任武汉长江大桥工程顾问。

1955年 当选中国科学院学部委员。

1956年— 政协第二、第三届全国委员会委员。

1964年— 任第三、第四、第五、第六、第七届全国人民代表大会代表。

1982年 任中国科学院技术科学学部常务委员。

1982—1986年任中国力学学会第二届理事长、中国高等教育学会副会长。

1984年 任《计算结构力学及其应用》杂志主编。

1986—1990年 中国力学学会名誉理事。

1987年 接受以比利时国王名义授予的比利时列日大学名誉博士学位。

1992年 当选为中国科学院学部主席团成员。

钱令希 - 主要论著

1 钱令希.余能理论.中国科学,1950,1(2—4):449—456.

2 钱令希.超静定结构学.上海:上海科学技术出版社,1951.

3 钱令希.静定结构学.上海:上海科学技术出版社,1952.

4 钱令希.壳体极限承载能力的若干问题.中国科学,1963(4):1—46.

5 钱令希等.大连新港栈桥的全銲百米跨空腹桁架.大连工学院学报,1979(4):43--66.

6 钱令希,邓可桢.环肋锥-柱结合壳在静水外压下的弹性稳定性.大连工学院学报,1979(4):5—34.

7 钱令希.工程结构优化设计.北京:水利电力出版社,1983.

8 钱令希,王志必.板、壳极限分析和安定分析——温度参数法.力学学报,增刊,1989:118—124.

9 钱令希,张雄.结构分析中的刚性有限元法.计算结构学及其用,1991(1):1—14.

钱令希 - 逝世

中国共产党党员、大连理工大学(原大连工学院)第二任校长,中国科学院院士,著名力学家、教育家钱令希因病医治无效,于2009年4月20日10时零1分在大连逝世,享年93岁。

钱令希1916年7月16日出生于江苏省无锡县。1938年在比利时自由大学获得“最优等工程师”称号。1943年钱令希到浙江大学任教。1952年1月,他接受大连工学院院长屈伯川博士之邀,来学校任教。1954年钱令希入选中国科学院第一批学部委员。上世纪80年代初,由中国力学学会第一届理事长钱学森推荐,钱令希被选举为第二届理事长;他创办了《计算结构力学及其应用》杂志,并成为国际计算力学协会的发起人之一。他承担了中国第一个现代化油港——大连新港主体工程的设计,领导了海上栈桥的设计和建造,获全国科学大会奖和国家七十年代优秀设计奖。他领导开发出结构优化设计程序系统DDDU,于1985年获国家科技进步奖。后经进一步发展1990年又获得国家教委科技进步一等奖、1991年获国家自然科学二等奖。

钱令希院士是杰出的教育家。他爱才如命,有口皆碑。培养了胡海昌、潘家铮、钟万勰、程耿东等一批国内外著名的力学与水利工程大师。由他担任名誉理事长的“钱令希力学奖励基金会”自1993年成立以来,已奖励了600多位优秀的青年力学人才,有力地推动了我国力学学科的持续发展。

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