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陳百屏

鎖定

陳百屏（１９１３— ），固體力學家和教育家。在構架結構的矩陣分析方法和彈性結構力學的研究中作出了成績。

中文名: 陳百屏
國籍: 中國
民族: 漢

出生日期: 1913年4月18日
出生地: 安徽省廬江縣葛廟鄉
性別: 男

陳百屏人物簡介

陳百屏

陳百屏，出生於安徽省一個農民家庭。從少年時起，他就懷抱科學救國的宏願，刻苦求知，努力學習。1931年，他以優異的成績自高中畢業考入上海交通大學電機工程系。1935年畢業，取得工學士學位。

陳百屏人物簡歷

1913年4月18日　生於安徽省廬江縣。

1931—1935年　上海交通大學電機工程系學習，獲工學士學位。

1935—1936年　中央大學機械特別研究班學習。

1937—1947年　先後任中央大學航空工程系助教、講師、副教授。

1947—1950年　先後就讀於美國斯坦福大學、布朗大學應用教學系，獲布朗大學碩士、哲學博士學位。

1950—1952年　任大連工學院教授、應用數學系主任。

1952－1970年　任中國人民解放軍軍事工程學院（1966年改名哈爾濱工程學院）教授，數學、理論力學、飛機結構強度教研室主任。

1970年　任西北工業大學教授、博士生導師，並曾任飛機系副主任。

陳百屏人物經歷

研究深造

陳百屏大學畢業時，正值日本帝國主義侵佔我國東三省、熱河（1956年分別併入河北，遼寧兩省及內蒙古自治區）之際，目睹祖國山河破碎的悲慘情景，他義憤填膺，痛感要振興祖國，洗雪國恥，非得有發達的工業和強大的國防力量不可。出於“航空救國”的熱忱，他毅然進入南京中央大學（今南京大學）機械特別研究班深造。這個研究班實際上是航空工程研究班，是為了避開日軍耳目而稱為機械班的，後來它發展成為中央大學航空工程系。為爭取時間儘快出人才，研究班取消寒暑假，把兩年的課程集中在一年半內結束，學生於1936年底畢業。在此後的10年中，陳百屏一直在中央大學航空工程系執教，承擔應用力學、材料力學的教學工作，同時從事科學研究，撰寫科學論文。現代著名的固體力學家、生物力學家馮元楨，空氣動力學家沈申甫，當時都是中央大學航空工程系的學生，受過陳百屏的指教和薰陶。

赴美留學

1945年，抗日戰爭勝利後，陳百屏考取公費留學。但為了照顧母親和妹妹的生活，直至1947年初才去美國攻讀。他先在斯坦福大學，後轉至布朗大學應用數學系，在著名力學家W．普拉格（Prager）和D．C．杜拉克（Drucker）指導下深造，於1950年獲得哲學博士學位。在名師指導下，陳百屏的博士論文在內容與方法上仍有他自己的特色。

取得博士學位後，當時許多師友挽留他在美國工作，但陳百屏決心響應中華人民共和國的召喚，衝破重重阻力回到了祖國。

報效祖國

1950年9月，陳百屏回到北京，並於國慶節被邀請登上天安門觀禮台觀禮。他看到祖國的建設事業猶如旭日初昇，前程似錦，心情十分激動。觀禮後立即到大連工學院工作，任應用數學系主任，在那裏他很快就與青年教師和學生打成一片，共同研究業務、進修俄語，學習政治，氣氛和諧温暖，人也好象變得年輕了。在大連期間，陳百屏為改革教育體制，編訂應用數學專業教育計劃，制訂具體課程的教學內容，為大連工學院應用數學系的創建和發展付出了心血。

1952年秋，因國防建設的需要，陳百屏調入中國人民解放軍軍事工程學院，參加了中國人民解放軍的行列。先後任學院的數學教研室、理論力學教研室、飛機結構強度教研室主任。在和許多老紅軍、老八路的接觸中，深感他們對革命事業的忠誠，大公無私，純樸可親。因此，在哈爾濱的近20年中，陳百屏心情舒暢，思想進步，認識到要建設好中國，必須依靠中國共產黨的領導。他不計較個人名利，服從工作需要，1960年，從基礎教研室調到專業教研室，被授予上校軍銜。1961年，他加入了中國共產黨。1964年被選為第三屆全國人民代表大會代表。此後，他積極響應黨的向科學進軍的號召，領導一批青年同志開展科學研究工作，並多次到外地研究所、工廠指導產品的設計和研製。同時，他親自擔任新課程的教學任務，親自編寫新課程教材。

投身教學

1970年7月以後，陳百屏在西北工業大學擔任教學、科研工作，並一度擔任飛機系副主任。1980年，他參加航空工業部的代表團到美國參觀訪問，會見了美國科學院院士B．布揚斯基（Budianstey）、著名斷裂力學專家J．H．赫欽遜（Hutchenson）等許多新、老朋友，感到格外高興。同時，又一次親眼看到我國與發達國家在建設、科研上的差距。回國後，他帶領一批學生和青年教師，先後開展結構的自對偶性質、廣義應變法方面的研究。通過這些課題的研究，既取得了成果，又為我國的航空工業培養了一批碩士和博士研究生。

此外，陳百屏歷任中國力學學會理事，航空工業部學位委員會、科技委員會委員，《力學學報》、《應用數學與力學》、《中國大百科全書·力學》編委等職。除任第三屆全國人民代表大會代表外，還先後被選為哈爾濱市和陝西省人民代表大會代表。

陳百屏一直從事高等教育事業。他認為即便是有名望的專家教授，也應承擔一定的基礎教學任務。他經常向大家介紹他的導師、舉世聞名的力學家普拉格教授，在承擔繁重的科研工作的同時，還擔負大學生的投影幾何課程的事例，以勉勵青年教師做好教學工作。他自己多年來一直承擔高等數學、理論力學和彈性力學課程的教學任務。他備課細緻認真，工作任勞任怨，是最受學生歡迎的教師之一。

在教學方法上，陳百屏主張深入淺出，在講解問題的物理本質上精益求精。有一些國外通用教材中的提法和寫法不夠恰當，或數學推導過於繁瑣，掩蓋了問題的物理本質，經他改寫，就變得準確且簡明易懂了。

陳百屏科學成就

構架結構矩陣分析方法

在本世紀初直至中葉，桁架、剛架等構架結構是橋樑、高屋建築，乃至飛機機體等眾多工程結構中最常採用的一種構造型式。如何有效地計算桁架、剛架在受到外載荷時產生的內力和變形是非常重要的問題，特別是桁架，由於它的構造和受力比較簡單，更引起許多工程技術人員的興趣，並發展出許多種分析方法，最常見的有節點法、截面法，虛位移法等。但這些方法都是以內力作為基本未知量，而且要想有效地使用這些已有的方法，就必須對每一個具體問題逐個地進行分析計算，因此，既缺乏一般性，效率也低。

1947年，陳百屏提出了一種被力學家、土木結構學家讚譽為與已有解法“截然不同”的新的桁架計算法。這是陳百屏對結構力學和矩陣理論經多年潛心鑽研獲得的成果。其主要特點是：杆件中的內力通過結點位移來表示；依據結點的平衡條件解出結點位移，然後由位移算出內力。以上的物理內容用矩陣統一表達和處理。

這種方法對杆件很多而結點數較少的桁架計算的優越性，在技術上是顯而易見的，只要一次算出逆矩陣，就可以算出許多具體結果。這種方法不只是在形式上把矩陣作為聯立方程式的一種縮寫工具，而且利用了矩陣的實質性內容。最有意義的是，這種方法把原來需要逐個個別處理的方法，規劃化為可以統一處理的格式。

此後，陳百屏又把上述方法作進一步發展，用於複雜結構。他的這一研究結果，為許多西方國家出版的教科書和專題論文所引用和推崇。它不但對結構力學中的矩陣力法、矩陣位移法的發展有重大影響，而且對有限元方法的形成也起到推動作用。

創立與發展廣義應變法

從70年代起，彈性結構分析已是一門成熟的科學，以有限元法為主體的計算方法也在國內外被普遍應用。陳百屏認為，當前有限元方法有了很大的發展，在彈性結構的分析上是求快，快是主要矛盾。但達到快之後，就需要在理論上總結提高，精益求精，否則快而不精，終究還要被淘汰。這就是説，對於彈性結構分析，不但要求快速而實用性強的計算方法，還應有統一的、掌握彈性結構根本性的精密理論和方法。這是他發展廣義應變法的思想基礎。

廣義應變法是陳百屏從60年代起，經過20年代乃至80年代的潛心鑽研和不懈努力，逐步發展、定型的。在廣義應變法理論中，他認為彈性體的外觀雖然各有區別，例如桁架與梁，它們各不相同，但都從屬於一定的普遍屬性。其中很普遍的一類，為自對偶結構。這是廣義應變法的研究對象。自對偶結構的狀態，可以用4個廣義向量來規定。其中包括廣義應變向量，它的元素可以是普通的應變，也可以是位移和其他規定物體變形的量。自對偶彈性體的根本特性，是相應的矩陣方程的自對偶性質。這表現了彈性結構的客觀存在的內在規律性。自對偶結構的求解，使用廣義應變為基本未知量的廣義應變法，也可以用廣義應力法或直接剛度法。因此，可稱廣義應變法理論為三合一理論。陳百屏還同青年教師和研究生一起，把廣義應變法應用於彈性結構的最輕解問題的研究，徹底解決了基本桁架結構的最輕解的存在、求解和特性問題。

在中國科學院基金的支持下，陳百屏就廣義應變法寫了《彈性結構力學中的自對偶性質》、《關於彈性結構的最輕解的內部規律性》等論文，並在此基礎上，編寫了《應變法》叢書。他的研究工作，先後獲得航空工業部和陝西省的科技成果獎。

陳百屏教學成果

陳百屏對待學生熱情，沒有教授架子。他的嚴謹求實、善於創新的治學風格，專心致志、忘我工作的精神風貌，以及對學生和藹可親、言傳身教的高尚品德，對學生和青年教師產生了深遠的影響。他為祖國培養了第一批航空院校的固體力學碩士和博士研究生。在他所培養的學生和青年教師中，有許多已擔負着國家有關部門的重要技術領導職務，有的已是高等院校有關學科的博士研究生導師或專家。