高鎮(zhèn)同,結(jié)構(gòu)疲勞專家,航空教育家,中國科學(xué)院院士。長期從事結(jié)構(gòu)疲勞和可靠性方面的研究。他創(chuàng)立了“疲勞統(tǒng)計學(xué)”分支學(xué)科;提出了一系列疲勞試驗方法和數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理方法,已列為航空工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)(HB/Z112-86);提出二維動態(tài)應(yīng)力—強度干涉模型和二維動態(tài)斷裂干涉模型;建成現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)壽命可靠性評定的專家系統(tǒng),已成功用于殲擊機、強擊機、轟炸機、運輸機、直升機等20個型號飛機結(jié)構(gòu)的定壽和延壽。
高鎮(zhèn)同 - 生平簡介
高鎮(zhèn)同,1928年11月15日出生于北京市,原籍江西都昌。1946年至1950年在北洋大學(xué)航空系學(xué)習(xí)。畢業(yè)后曾在清華大學(xué)任助教。1952年起在北京航空學(xué)院工作,主講“材料力學(xué)”、“塑性力學(xué)”等課程,擔(dān)任材料力學(xué)實驗室主任。他負(fù)責(zé)自行設(shè)計和研制出我國第一臺光彈性儀,第一個電阻應(yīng)變片,1956年被評為北京市青年社會主義建設(shè)積極分子。
60年代初,高鎮(zhèn)同從材料疲勞性能的研究入手,隨后對作用于機體結(jié)構(gòu)上的載荷譜進行研究,根據(jù)前人的研究成果發(fā)展了“全波雨流計數(shù)法”,經(jīng)過多次實際應(yīng)用證明,該法使用方便,計算精度高,被一直沿用至今。此后,高鎮(zhèn)同開展了疲勞斷裂可靠性研究,提出了疲勞裂紋擴展可靠性曲線測定原理、疲勞試驗統(tǒng)計分析方法等。
1988年,高鎮(zhèn)同成功完成了“直升機強度規(guī)范和直升機強度規(guī)范使用說明”、“航空有機玻璃疲勞和斷口研究及疲勞手冊和斷口圖譜集的制定”兩項科研課題的研究工作;同年,他還完成了“復(fù)合應(yīng)力疲勞壽命估算”的研究課題,解決了起落架支柱的復(fù)合應(yīng)力疲勞壽命估算問題。此后高鎮(zhèn)同進一步完善了隨機疲勞斷裂載荷譜,提出了隨機加速試驗譜編制方法,為疲勞試驗節(jié)省了大量的資金,提高了工作效率。
高鎮(zhèn)同 - 榮譽
1978年以來,高鎮(zhèn)同在北航任教授、固體力學(xué)研究所所長等職,先后承擔(dān)國家、航空航天部、空軍等30多項科研課題,都取得了重要成果。其中,4項獲國家級成果獎,9項獲部級成果獎,2篇論文被評為中國金屬學(xué)會優(yōu)秀論文。他擔(dān)任過8家飛機制造廠和研究所的技術(shù)顧問,曾兼任上海交通大學(xué)教授。曾任首屆亞太地區(qū)材料和結(jié)構(gòu)強度會議主席、第四屆亞太地區(qū)強度評價會議主席、第四屆國際疲勞會議技術(shù)委員、第四屆國際局部化損傷會議技術(shù)委員。
高鎮(zhèn)同1986年加入中國共產(chǎn)黨。1989年獲國家級優(yōu)秀教學(xué)成果獎和全國教育系統(tǒng)勞動模范的光榮稱號。1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。1991年獲光華科技基金一等獎。1999年獲何梁何利科學(xué)與技術(shù)進步獎。
高鎮(zhèn)同 - 成就
解決飛機定壽、延壽問題的先決條件是:編制出能模擬飛機真實情況具有代表性的典型載荷一時間歷程,即載荷譜。這是理論分析和全尺寸結(jié)構(gòu)疲勞試驗的依據(jù),它在飛機結(jié)構(gòu)定壽系統(tǒng)工程中占據(jù)著極其重要的位置,也是工程界普遍關(guān)心的一個問題。為了取得真實的載荷譜,通常需要大量的、復(fù)雜的現(xiàn)場實測。如果飛行起落實測次數(shù)太多,則耗資巨大(每次飛行起落耗資上萬元),得不償失;而飛行起落實測的次數(shù)太少,則可能漏掉一些重要的真實信息,難免失真。幾十年來,這方面研究工作一直困難重重,進展緩慢。
北航博士生閻楚良在高鎮(zhèn)同的鼓勵與指導(dǎo)下,敢于求解新的未知數(shù),跟著高鎮(zhèn)同“爬大山”。面對這項長期懸而未決的重大疑難問題,憑著理論上的高深造詣與幾十年在科研、生產(chǎn)實踐中獲得的經(jīng)驗,高鎮(zhèn)同聯(lián)想到疲勞試驗中最少試樣的確定方法,與解決此項研究有密切的內(nèi)在聯(lián)系,借鑒這一方法,不僅解決了最少飛行采樣起落次數(shù),也解決了長期眾說紛紜的置信度問題。于是,“中值譜”的新概念應(yīng)運而生。
這一科研課題是師生二人心有靈犀的產(chǎn)物:在研究過程中,高鎮(zhèn)同運籌帷幄,指明方向;閻楚良前線作戰(zhàn),勇于實踐。經(jīng)過20多年的努力,由高鎮(zhèn)同負(fù)責(zé)的“國產(chǎn)大型系列飛機疲勞載荷譜工程”,通過8.6億個載荷譜實測數(shù)據(jù)采集、處理和載荷譜編制方法的研究,完成程序語句設(shè)計18.6萬條,逐一解決了諸多疑難問題,使我國飛機載荷譜編制取得了突破性進展,建立了具有90%以上置信度的中值載荷譜原理與體系。為此,以“大型機械結(jié)構(gòu)中值載荷譜編制原理及工程應(yīng)用”命名的項目,于2001年獲國家科技進步二等獎。
與目前國內(nèi)外采用計數(shù)統(tǒng)計結(jié)果編制的載荷譜不同,中值載荷譜真實地保持了載荷—時間歷程與各狀態(tài)參數(shù)一一對應(yīng)關(guān)系,因而進行疲勞試驗時,能夠真實展現(xiàn)結(jié)構(gòu)部位疲勞損傷依賴于時間萌生、演化和終結(jié)的全過程。
眾多中科院院士和航空航天有關(guān)專家評價說,該成果的取得,使我國在具有高置信度載荷譜編制領(lǐng)域的研究方面,跨入國際領(lǐng)先水平,它對疲勞學(xué)科發(fā)展、室內(nèi)模擬試驗技術(shù)、多軸聯(lián)合作用壽命估算理論等的發(fā)展,將會起到重大推動作用,而且為21世紀(jì)開展結(jié)構(gòu)可靠性模擬設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
高鎮(zhèn)同 - 工作履歷
1950-1951年 任天津北洋大學(xué)助教。
1951-1952年 任清華大學(xué)助教。
1952年 任北京航空學(xué)院(現(xiàn)北京航空航天大學(xué))助教、講師、副教授、教授,固體力學(xué)研究所所長。
高鎮(zhèn)同 - 主要論著
1 高鎮(zhèn)同等.疲勞性能測試.北京:國防工業(yè)出版社,1980
2 高鎮(zhèn)同主編.航空金屬材料疲勞性能手冊.北京航空材料研究所,1981
3 高鎮(zhèn)同等.疲勞應(yīng)用統(tǒng)計學(xué).北京:國防工業(yè)出版社,1986
4 高鎮(zhèn)同等.疲勞缺口系數(shù)和復(fù)雜載荷下壽命估算.力學(xué)學(xué)報,1986(4)
5 高鎮(zhèn)同主編.有機玻璃疲勞和斷口圖譜.北京:科學(xué)出版社,1987
6 高鎮(zhèn)同等.給定壽命下的疲勞裂紋尺寸分布.航空學(xué)報,1988 (3)
7 高鎮(zhèn)同等.隨機損傷過程和依賴于時間的損傷概率分布.力學(xué)學(xué)報,1988(6)
8 高鎮(zhèn)同等.σ-N曲線三餐秫米函數(shù)擬合法.航空學(xué)報,1989 (2)
9 高鎮(zhèn)同等.確定威布爾分布三參數(shù)的相關(guān)系數(shù)優(yōu)化法.航空學(xué)報,1990(7)
10 高鎮(zhèn)同.Reliability Based Design for Service Life Assessment. Conference Proceedings of FATIGUE’90(第四屆國際疲勞會議,特邀報告),USA,1990
11 高鎮(zhèn)同.Two Dimension Stress-Strength Interference Model for Reliability-Based Design. Conference Proceedings of ICM-6(第六屆材料力學(xué)行為會議,特邀報告),Japan,1991
12 高鎮(zhèn)同等.疲勞損傷概率分布及疲勞壽命統(tǒng)計矩.中國科學(xué),1997,27(2)
13 Gao Zhentong,et al. A Continuum Damage Mechanics Model for High Cycle Fatigue. Int. J. Fatigue,1998,20(7)
14 高鎮(zhèn)同等.疲勞性能廣義σ-N曲面.機械工程學(xué)報,1999,35 (1)
15 高鎮(zhèn)同等.疲勞性能試驗設(shè)計和數(shù)據(jù)處理.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999
16 高鎮(zhèn)同等.疲勞可靠性.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001