郑哲敏

        郑哲敏,物理学家。原籍浙江鄞县,1924年生于山东济南。抗日战争初由宁波入四川求学,1940年毕业于四川成都华阳县中学,1943年毕业于四川金堂铭贤中学,同年考入昆明西南联合大学电机系,第二年转机械系,1946年复员至清华大学,于次年毕业,并留校任助教。1948获国际扶轮社奖学金,遂就学于美国加州理工学院机械系,次年获硕士学位,1952年获博士学位,主修应用力学,副修数学。后在该校任教兼做研究。1954年9月离美,经欧洲于1955年2月回到国内,被分配到中国科学院数学研究所力学研究室任副研究员。1956年中国科学院力学研究所成立,遂调到该所并兼任弹性力学组组长,1958年起历任研究室副主任、主任,研究员,副所长,所长,开放实验室主任。曾任《力学学报》主编,力学学会理事长等职务。1980年当选中国科学院学部委员(院士),1993年当选美国国家工程院外籍院士,1994年当选中国工程院院士。现任中国科学院力学研究所研究员。1996年当选中国科学院技术科学部主任和中国科学院学部主席团成员。
        1952年郑哲敏获博士学位后第一项独立的工作是关于大型输水管振动,这是一个大型工程运行中出现的实际问题,它的特点是振动时水管截面发生变形和具有多个支撑点,所以不同于过去已被研究过的弯曲振动模式。研究成果被认为能解释该现象,所建议采用的措施也被认为是有效的。在理论上进一步讨论了临界现象和流体为可压缩时(亚声速与超声速内外流)的情况。回国后,他的部分成果陆续发表于《力学学报》。
        郑哲敏在力学所的第一项工作是开展结构物抗地震的工程力学研究,筹建振动实验室,进行水坝抗震的理论研究与模型实验,并培养青年研究人员。同时,为力学所与清华大学合办的力学研究班第一届学员讲授分析力学与非线性振动理论。
        1960年郑哲敏开始转而从事各种有关爆炸作用问题的研究,和同事们一起,逐步形成了爆炸力学,并协助成立不久的中国科技大学在近代力学系中建立了爆炸力学专业。于1960年开始的爆炸成形的实验与理论研究在1962年取得了关键性进展,提出了爆炸成形模型律,能量准则和以空化和二次加载为核心的成形过程理论,此项成果得到应用并获由国家计委、经委和科委联合颁发的1964年全国新产品、新材料、新工艺展览会一等奖。这时在力学所形成了一支包含爆炸成形理论,成形工艺,动态测试技术和动态材料力学性质的爆炸力学队伍。
        1965年开始,郑哲敏根据国家需要,从事地下爆炸问题的研究。当时国际上通常的做法是,在高压区把介质(岩石)当作流体,在低压区则将其当作弹性体,两个模型之间是人为突然过渡的。这种假设显然是不能令人满意的。基于30年代von Karman对大理石在高压下力学行为的实验研究,郑哲敏与解伯民一起,独立与国外提出了一个可以统一描述介质力学性质的流体弹塑性模型。这个模型消除了流体和固体间的传统界限,可以较好地刻画压力和温度对介质屈服行为的影响,与国外在同一时期发表工作相比,在具体处理上也有所不同。该模型被用于球对称条件下的地下爆炸问题。后来的发展表明,它有广泛的应用。
        l972年恢复工作后,郑哲敏从事穿甲和破甲机理的研究,使流体弹塑性模型这一理论得到进一步的发展和应用,陆续取得了一批成果。除验证穿甲和破甲过程的几何相似性外,此理论被推广到二维轴对称的情况,用以研究侵彻现象。根据在穿甲和破甲条件下可以忽略金属的可压缩性这一近似事实,郑哲敏发展了一种摄动方法,可以据此用解析的手段,对靶板材料的力学性质与抗破甲弹能力间的关系进行比过去更为全面的讨论。试验还表明,无论是用金属材料还是用复合材料靶板,射流的断裂对侵彻深度有重要的影响。研究得出,自由射流有低速段与高速段两种断裂模式,前者服从一个普遍的相似规律,而且在实际侵彻过程中这种模式才是重要的。在此基础上郑哲敏提出了可普遍应用的侵彻公式。对于玻璃纤维增强的某些复合材料,发现并证明在侵彻过程中可出现热裂解现象,从而解释了为何在射流出现断裂后,侵彻能力突然降低。为定量地描述这个现象,进一步还提出了相应的随机侵彻理论。
        以上的部分成果,以“流体弹塑性模型及其在地下核爆炸和穿破甲方面的应用”为项目名称,郑哲敏与解伯民等一起获1982年国家自然科学二等奖。
        流体弹塑性模型继而被用于研究金属板的爆炸复合问题,澄清了两张金属板间的界面出现波纹的机理。与此同时,在这个模型中增加了热传导的影响。此项工程与其他有关工作一起,以“金属板爆炸复合的理论与应用”为题,郑哲敏与同事一起获1989年中国科学院自然科学一等奖。
        1985年开始,郑哲敏组织与参与用爆炸法处理水下淤泥以构筑港口建筑物的研究,所开发的技术在方法上实用,施工质量有保证,进度快,成本低,有特色并得到推广。这项以“爆炸处理水下软基”为题的成果,郑哲敏与同事一起获1990年国家科技进步二等奖。
        80年代中后期,郑哲敏参与金属在动载荷作用下热塑剪切带形成与演化规律的理论研究,得到了剪切带增厚或减薄的条件和有多个初始扰动时的演化规律,发现这些扰动逐渐合并而且有不依赖于具体扰动形式的共同的渐近行为。作为参加者之一,他获1993年国家自然科学二等奖,该项研究名称为“热塑剪切带”。
        80年代开始,郑哲敏从事煤与瓦斯突出问题的爆炸力学研究。这个问题的深入导致近年来对松散介质中当气体和流体渗流与介质变形耦合时断裂现象的研究。1986年力学所成立连续介质力学开放实验室,遂郑哲敏同时注意这个学科领域中两个基本理论问题,即材料的强度与流体中的湍流的研究。

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