王大钧
——固体力学、结构动力学专家/1952届校友

发表: 2011-05-12 10:38:19    浏览: 13275 次

　　王大钧，湖北省荆州人。固体力学、结构动力学专家。

　　王大钧（1935～）湖北省荆州人。固体力学、结构动力学专家。1956年毕业于北京大学数学力学系力学专业，留校任教。1986年任教授。利用弹性结构理论中的位移场、应变能和动能表达式可通过引进适当简化从弹性力学理论中的相应量得到这一性质，运用泛函分析的技巧，给出了弹性结构理论的静力解、固有振动解的存在性定理。是对弹性结构理论的重要贡献。发展了弹性结构振动的定性理论。提出“中国古代科技中的现代力学问题”研究课题，作了较系统的研究和广泛的传播，并在源于龙洗的三类非线性动力学问题方面取得重要成果。曾获国家科技进步三等奖一项，教委科技进步奖二等奖两项。曾任北京大学力学与技术科学系副系主任，中国振动工程学会常务理事，结构动力学专业委员会主任委员，中国力学学会理事、吉林大学、暨南大学兼职教授。

　　一、学术工作经历和体验
　　
　　王大钧1935年4月28日出生于湖北省沙市市（现荆州市沙市区）。在日本侵华时期，1940年随父母逃难至四川万县。1945年抗日胜利后回到沙市。1947年春至1949年冬在晴川中学读初中。1950年春至1952年秋在沙市第三中学读高中。1952年秋考入北京大学数学力学系力学专业。
　
　　1956年秋毕业留校，在数学力学系任助教，辅导理论力学、振动理论。1960年任讲师，主讲振动理论。1964年在北京大学学报发表第一篇学术论文。

　　1969年北京大学力学专业迁至位于陕西汉中的北大汉中分校。那时学校教学活动已停止，由于四人帮的横行，社会上理科无用论大为盛行，教员搞科研会被认为是“业务挂帅”遭受批判。1971年前后，军宣队派王大钧等几名教师到分校附近褒河水库建筑工地劳动，教师们心中还十分惦记国家建设和科学研究。他们在“劳动改造”的同时私下与水坝的设计人员讨论修筑重力拱坝中的力学问题，了解到设计人员在应力分析方面存在困难。王大钧与数位教师，使用拱冠梁法方案先用手摇计算机、后用手编程序在我国最早的电子管计算机之一104机上实现了褒河水库重力拱坝应力分析，作为水电部设计院设计水坝的依据。这件事，不仅解决了工程局设计中的困难，也鼓舞了学校中多年停止业务活动的教师们恢复教学与研究的积极性。

　　1959年建成广东新丰江水库后，水库附近诱发了地震，坝体受损，为进一步认识这次地震对水坝的影响，1972年至1973年水电部组织“新丰江水库地震及其对大坝的影响”大课题组。重要的研究内容之一是用有限元方法分析坝体应力，这在我国还是首次。王大钧负责有限元法计算的力学方案与分析，计算结果显示在坝体高程108米出现裂缝处应力过大。此课题取得成功并用于坝体的抗震加固。值得一提的是，计算结果显示在高程100米处应力也过大，后来在水库水位进一步下降后，发现该处坝体存在裂纹，说明力学分析与计算的可靠和有效。

　　1973年开始，王大钧参与武际可牵头的“旋转壳应力分析及其在冷却塔静动力设计中的应用”的研究工作，主要负责冷却塔抗地震分析，编制旋转壳振动有限元分析的通用程序。为了考核这个计算程序，曾以已经运行的唐山电厂的两座冷却塔为例进行抗震分析，计算显示它们可以抗御烈度为11度的地震。1976年唐山大地震时，该塔址地震烈度接近11度，而两塔体基本完好。这件事充分显示了计算方案和程序的可靠性，有力地说服了工程人员使用计算机进行应力分析以改进设计的积极性。随后他们和西北电力勘测设计院合作编制的大型冷却塔分析与设计程序，经多年多次更新换代，不断提高功能，是在我国大型冷却塔设计中使用的主要的程序。通过以上这些应用研究工作，王大钧体验了有益的理论联系实际的经验。

　　1980年开始，王大钧开始思考从多年讲授振动理论中形成的一个问题，如何用统一的理论论证各种弹性结构（包括从杆、梁基本构件到弹性组合结构）的普遍性质，包括静力解、动力解的存在性、振型展开法的收敛性等。为了获得必要的理论知识，他听了三门有关泛函分析的课程，并在多次与胡海昌院士研讨中得到指导和启发。1982至1985年他和胡海昌院士合作在“振动与冲击”创刊号、力学学报、中国科学中发表了一组论文。运用力学理论和泛函分析相结合的方法统一论证各种弹性结构理论的静力解和动力解的存在性问题，同时解决了复什壳体，组合结构的解的存在性问题。在国内外得到很高的评价。

　　1984年9月至1985年9月，王大钧在加拿大滑铁卢大学作访问付教授，学习和参与“振动中的反问题”的研究。

　　1985年10月回国后，他指导研究生，并和王其申合作，对结构振动中模态的定性性质作了系统研究，发表了大量论文。经过长期的积累，他综合了弹性结构理论的解的存在性问题和模态的定性性质，撰写了很有特色的专著《结构振动的定性理论》。
从二十世纪80年代开始，王大钧关注中国古代科技，也对“科学美”有兴趣，于是对作为古代科技载体的一些文物进行了研究，发现有些文物蕴藏着深层次的现代科学信息，对它们的研究不能止于仅用现有科学进行解释，而应作为现代科学的研究课题。他提炼出“中国古代科技中的现代力学研究”课题，并进行系统的研究和广泛的传播。

　　王大钧对科学研究有两点体验：（1）投身科学的人要用心提炼和把握自己有强烈兴趣和坚持决心，并适合自己能力和条件的有重大意义的课题，并为此作长期的坚持不懈的工作。弹性结构理论的解的存在性的研究课题，就是他从多年讲授振动理论课中蕴酿，经过攻读泛函分析基本知识和有关微分方程解的存在性的经典文献后提炼出来的。中国古代科技中的现代力学问题的研究课题是他将对中国文化、艺术的求美和对古代科技和现代科学的求真相结合而形成的。这项工作从上世纪八十年代开始至今已连续进行了二十多年。（2）研究者对自己选择的研究的内容、方法，应当有所侧重。但是，研究者应有适度的全面修养。除了在自己或集体研究中充分发挥自己的特长外，还应全面参与，会有利于提高研究水平。

　　例如，在研究理论解的存在性问题中，关键之一是运用抽象的泛函分析理论；在进行冷却塔抗震分析中，需制定计算方法和编制计算程序；在解决高频激励贮液壳引发低频大幅水波问题中，繁难的理论分析和精细的实验互动是关键。他对这些关键都从学习、掌握到应用，力求提高研究水准。
   
　　二、主要研究成就

　　王大钧的研究工作涉及多个领域，发表论文近150篇，主要成就如下。
　　
　　1、建立了线性弹性结构理论中静力学与动力学解的存在性定理。

　　2、发展了结构振动的定性理论。

　　3、提出了开创性的课题<中国古代科技中的现代力学问题>,对源自龙洗的流固耦合系统非线性动力学问题取得主要成果。

　　4、在柔性结构的波动控制和智能结构的振动控制方面取得重要成果。
　　
　　三、教书育人，培养人才

　　王大钧曾讲授力学概论、振动理论、薄板理论、结构动力学、弹性力学变分原理等大学生和研究生课程。他注重课程内容的严密和系统性，力求讲课方式有利于启发学生的理论思维和探索激情。

　　王大钧对他指导的研究生和听课的大学生热情、善待，和研究生讨论问题时平等、自由，充分发挥学生的主动、创造性，但要求学生做学问要诚实、严谨、不急于求成、多推敲求完美。他常赠送学生科普和如何做科研的书，以扩大他们知识面和提高他们的科研能力。他有时在课间休息时，进行“课间三分钟短谈”，或讲一段科技史，或讲一个科普故事、或讲“北大校长。”以这些方式勉励学生乐在科学、勤在科学，赢在科学，勉励学生领会和发扬北大的科学、民生精神。他颇受学生欢迎，被学生推选为1999年度北京大学最受学生爱戴的十佳老师。2000年被授予周培源基础教学奖优秀一等奖。

　　王大钧退休后，虽然离开了教学、科研第一线，仍不辍于研究工作，有时连续几天和青年人一起进行实验，有时周末仍在办公室工作。他常向朋友说，过去的政治运动和文革浩劫夺去了自己的创造力旺盛的青春时光，并损伤了身体，自己又是智力平平，所以必须凭自己对科学的爱好，对创造的追求，对为人民出力的愿望，尽可能虽然缓慢地，但是不断地多做一些工作。
   
     四、王大钧的主要论著
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　　[1]王大钧，支坐运动时连续梁的振动，北京大学学报，3，1964，227-240.

　　[2]王大钧、袁明武，旋转壳的应力分析Ⅱ，动力部分，北京大学学报，1，1978，117-126.
    
　　[3] 王大钧、胡海昌，弹性结构理论中线性振动普遍性质的统一论证，振动与冲击，1，1982，6-16.

　　[4]Wang Dajun, Hu Haichang, Positive-Definiteness and compactness of two kinds of operators in theories of elastic structures, Scientia Sinica, (A),Vol.XXV111, No.7, 1985, 727-739.

　　[5]Dajun Wang, Wenqing Wang, The reasonableness problem of theories of structures carrying concentrated masses, springs and supports in vibration problems., Acta Mechanica Sulida Sinica, Vol.2, No.2, 247-251.

　　[6]王大钧、何北昌、王其申，由两组模态及相应频率构造Euler梁，力学学报，22卷4期，1990，479-483.

　　[7]王大钧，古代文物的力学性质研究，文物保护与考古科学，5卷1期，1993，35-39.

　　[8]Wang, Q, Wang,D.J., A Reduced-order model about structural wave control based upon the concept of degree of controllability, IEEE. Tan. on Automatic Control, Vol.39, No.8, 1994, 1711-1713.

　　[9]Liu,Z.S., Wang,D.J., Hu,H.C., Yu,M., Measures of modal controllability and observability in vibration control of flexible structures, J.Guidance, Control, and Dynamics, Vol.17, No.6, 1994,1377-1380.

　　[10]Liu Xijun,Wang Dajun,Chen Yushu, Self-excited vibration of the shell-liquid coupled system induced by dry friction, ACTA MECHANICA SINICA, Vol.11, No 4, 1955, 374-382.

　　[11]Dongchang Sun, Dajun Wang and Z.L.Xu, Distribated piezoelectric segment method for vibration control of smart beams, AIAA J. Vol.35, No.3, 1997,585-593.

　　[12] 王大钧，编钟，为何如此奇特?徐秉业主编，身边的力学，北京大学出版社，1997，55-64.

　　[13]Qing-Ding Wei, Da-jun Wang et al, A Visualization study on water spray of Dragon Washbasin, chapter eleven in Atlas of Visualization, Ⅲ, Edited by the visualization society of Japan, CRC press, Boca Raton, New York, 1997, 169-179.

　　[14]Dajun Wang, C.C.Wang, National Vibration of repetitive structures, The Chinese Journal of Mechanics, Vol.16, No.2, Jane 2000, 85-95.

　　[15]D. J. Wang, C. S. Chou, Q. S. Wang, Qualitative properties of frequencies and modes of beams modeled by discrete systems, The Chinese J. of Mechanics Series A, Vol.19, No.1, March 2003, 169-175. (In Chinese)

　　[16]Dajun Wang, Chunyan Zhou, Jie Rong, Free and forced vibration of repetitive structures, Int. J. of Solids and Structure, 40(2003) 5477-5494.

　　[17]Da-jun Wang, Bell Chime, Dragon Washbasin,…—Modern Scientific Information Hidden in Ancient Chinese Science and Technology, TECHNISCHE MECHANIK, Band 25, Heft 1, (2005), 9-16.

　　[18]武际可、王大钧、袁明武，旋转壳的应力分析，水利电力出版社，1979.

　　[19]王大钧编讲：“中国古代文物的科学与艺术”, VCD,北京大学中国传统文化研究中心，美国南海有限公司合制，北京大学音像出版社发行，1996.

　　[20]王大钧,王其申,何北昌,结构振动的定性理论, 北京大学出版社,2011.

　　我校1952届校友。