周履，１９１７年４月３０日出生于浙江省湖州縣的一個(gè)書香之家。祖父是清朝舉人，擔(dān)任過地方官員和駐奧地利外交官員，做官時(shí)重視興修水利，所筑堤壩被稱為“周公堤”。父親周宗清早年留學(xué)德國(guó)，攻讀醫(yī)學(xué)，是個(gè)反帝愛國(guó)、進(jìn)步的無黨派知識(shí)分子。母親王宗湞，支持并參與周宗琦的愛國(guó)進(jìn)步活動(dòng)，曾經(jīng)親自給新四軍送過藥品。受家庭的熏陶，周履青少年時(shí)就喜愛讀書，養(yǎng)成了勤奮好學(xué)、刻苦鉆研的習(xí)慣。１９３４年，他以全校第一名的成績(jī)考入上海交通大學(xué)土木系。畢業(yè)后留校擔(dān)任助教。１９４２年上海淪陷，日本侵略軍進(jìn)駐租界，周履不愿過亡國(guó)奴的生活，遂只身離家轉(zhuǎn)赴內(nèi)地，到重慶綦江鐵路工程處任幫工程師，在農(nóng)村工地的艱苦條件下為抗日戰(zhàn)爭(zhēng)效力。后來，他抱著“科學(xué)救國(guó)”的幻想，于１９４４年底赴美國(guó)康奈爾大學(xué)進(jìn)修。他選修的課程之多，使他的導(dǎo)師都無法理解地驚問道：“你不要命啦！”１９４６年，他僅用一年時(shí)間獲得工學(xué)碩士學(xué)位。當(dāng)時(shí)正值抗戰(zhàn)勝利，他以為國(guó)家富強(qiáng)有望，毅然放棄了攻讀博士學(xué)位的獎(jiǎng)學(xué)金機(jī)會(huì)，懷著滿腔的愛國(guó)熱忱，返回祖國(guó)，在上海市工務(wù)局技術(shù)室擔(dān)任技士。但是當(dāng)時(shí)社會(huì)政治腐敗，經(jīng)濟(jì)崩潰，民不聊生，使周履痛感知識(shí)分子仍然報(bào)國(guó)無門。１９４７年，他再度赴美國(guó)康奈爾大學(xué)深造。１９５０年，他獲得工學(xué)博士學(xué)位，并在麻省波士頓市杰克遜?摩蘭德工程咨詢公司任工程師。
中華人民共和國(guó)成立后，祖國(guó)人民生活安定、經(jīng)濟(jì)建設(shè)突飛猛進(jìn)的消息使他十分激動(dòng)，加上父母及其他親友的宣傳動(dòng)員，重新燃起了周履的報(bào)國(guó)心、愛國(guó)情，他于１９５１年重返祖國(guó)，歷任嶺南大學(xué)和華南理工大學(xué)（原華南工學(xué)院）教授至今。
回國(guó)后，周履親身體驗(yàn)到祖國(guó)建設(shè)迫切需要人才，因而將其全部精力都投入到祖國(guó)的高等教育事業(yè)和科學(xué)研究工作中去。１９５４年，他組建了結(jié)構(gòu)力學(xué)教研組，并著力抓教學(xué)法建設(shè)，編寫講義、指導(dǎo)青年教師、健全試講制度等，使教學(xué)工作日益走上正軌。他十分重視師資隊(duì)伍的建設(shè)，親自為中、青年教師舉辦多期學(xué)術(shù)講座。１９５６年，他率先招收副博士研究生，促進(jìn)了土木系學(xué)術(shù)水平的提高。在教學(xué)工作中，周履以其一絲不茍、誨人不倦的精神贏得了廣大學(xué)生和中青年教師的愛戴，因此于１９５６和１９５８年兩度被評(píng)選為廣東省教育先進(jìn)工作者。１９６０年，華南工學(xué)院成立數(shù)學(xué)力學(xué)系，周履調(diào)任該系結(jié)構(gòu)力學(xué)教研組主任，后任系副主任。他根據(jù)土木系的成功經(jīng)驗(yàn)，為應(yīng)用力學(xué)專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)作出了新的貢獻(xiàn)。
周履一貫主張大學(xué)教師既要擔(dān)任教學(xué)，也要從事科學(xué)研究，并以自己的實(shí)際行動(dòng)作出了表率。５０年代，他在擔(dān)任繁重的教學(xué)任務(wù)之余，積極研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并以其思想活躍、見解獨(dú)到，深受同行們的贊譽(yù)。例如，針對(duì)當(dāng)時(shí)結(jié)構(gòu)力學(xué)界對(duì)“力矩分配法”的過份崇拜，周履正確地評(píng)價(jià)了該方法在學(xué)術(shù)上的地位，指出它實(shí)質(zhì)上是數(shù)學(xué)中的迭代逼近法，而在運(yùn)算時(shí)賦予了直觀的物理概念，使工程人員易于掌握。他認(rèn)為，對(duì)古人和洋人的好的東西是應(yīng)該學(xué)習(xí)的，但不要盲目崇拜，以至迷信。５０年代后期，為適應(yīng)我國(guó)大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，尋求更合理的設(shè)計(jì)理論，周履把科研方向轉(zhuǎn)移到塑性理論方面，是我國(guó)最早從事塑性力學(xué)研究的學(xué)者之一。７０年代末，他根據(jù)國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃，承擔(dān)了復(fù)合材料力學(xué)這個(gè)新課題。他主持建立研究室，組織培養(yǎng)研究梯隊(duì)，籌建中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)復(fù)合材料專業(yè)組，多次參與籌備國(guó)際和全國(guó)性學(xué)術(shù)會(huì)議，在宣傳和推動(dòng)我國(guó)復(fù)合材料的研究方面起了帶頭作用。１９６３年１月，周履遭歹徒襲擊，大腦受重傷，留下后遺癥，且體質(zhì)孱弱，慢性疾病不斷。幾十年來，他在與病魔的頑強(qiáng)抗?fàn)幹袌?jiān)持帶病工作，依然為尋求更合理的設(shè)計(jì)理論和推進(jìn)我國(guó)復(fù)合材料力學(xué)的研究做了大量工作。
尋求更合理的設(shè)計(jì)理論
早在美國(guó)學(xué)習(xí)時(shí)期，周履對(duì)土木工程和結(jié)構(gòu)力學(xué)就有很深的造詣。４０年代末，隨著厚壁結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的使用增多和大型塊件的興起，作為結(jié)構(gòu)單元之一的深梁引起了工程界巨大的興趣，正在攻讀博士學(xué)位的周履也注意到了這一研究動(dòng)向。
深梁一般可分三類：受周期荷重作用的無限長(zhǎng)梁、受非周期荷重作用的無限長(zhǎng)梁和有限長(zhǎng)深梁。前兩類問題可用傅立葉級(jí)數(shù)和傅立葉積分求解，第三類問題的求解比較困難，當(dāng)時(shí)還甚少研究，原因是不易滿足所有邊界條件。周履在《深梁的分析》一文中采用了應(yīng)變能方法，用兩個(gè)應(yīng)力函數(shù)相疊加求得了有限長(zhǎng)深梁的應(yīng)力公式，畫出了曲線，并和有限差分法以及經(jīng)典梁理論進(jìn)行了對(duì)比，這在當(dāng)時(shí)條件下，是屬于首創(chuàng)性的工作，有較大的理論和使用價(jià)值。
后來，他又在美國(guó)《土木工程》學(xué)報(bào)上發(fā)表了《深梁中的應(yīng)力》一文，按彈性平面應(yīng)力問題給出了各類荷載作用下分布的數(shù)值解。這對(duì)當(dāng)時(shí)結(jié)構(gòu)工程界深入了解深梁的特征和指導(dǎo)設(shè)計(jì)起了很大的作用。美國(guó)土木工程協(xié)會(huì)于１９５３年２月對(duì)這篇論文進(jìn)行了討論，還出版了討論文選。當(dāng)時(shí)有些著名教授如Ｍ．古茲曼（Ｇｕｚｍａｎ）和Ｊ．路易塞尼（Ｌｕｉｓｏｎｉ）亦參加了討論，并給予了它很高的評(píng)價(jià)，認(rèn)為單跨深梁的分析是一個(gè)困難問題，作者的差分解是相當(dāng)成功的，與光彈性實(shí)驗(yàn)比較，當(dāng)高跨比為１時(shí)，跨中截面最大彎曲應(yīng)力的誤差不超過２０％。周履在這篇論文中列出的數(shù)據(jù)和圖表，已為后人引為設(shè)計(jì)依據(jù)。
為了適應(yīng)我國(guó)大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，尋求更合理的設(shè)計(jì)理論，從１９５４年開始，周履把研究的主攻方向移到塑性理論方面。當(dāng)時(shí)，我國(guó)全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，在鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面都部分采用了按極限狀態(tài)計(jì)算的方法。為了適應(yīng)工程實(shí)際的需要，周履努力學(xué)習(xí)塑性力學(xué)，研究了大量的資料。他通過舉辦講座，積極宣傳和推行極限設(shè)計(jì)理論，向中青年教師介紹了這一領(lǐng)域中重要作者的工作。
１９５６年，周履在校慶報(bào)告會(huì)上作了“塑性理論中的極限定理及其應(yīng)用”的報(bào)告。這是一篇很有意義的綜述報(bào)告，引起工程界極大的關(guān)注，被國(guó)家建委主編的《經(jīng)驗(yàn)報(bào)導(dǎo)》雜志所刊用。后來，他又參加了《土木工程》學(xué)報(bào)關(guān)于《桿件系統(tǒng)中極限荷重的計(jì)算》一文的討論。他在討論文章中闡明的觀點(diǎn)得到作者李立和同行們的好評(píng)。
１９５６年，周履出席了全國(guó)第一屆力學(xué)大會(huì)。這一年，他首次招收了副博士研究生。根據(jù)高等教育部規(guī)劃的分工，他與清華大學(xué)一道率先研究薄殼理論和推廣薄殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了給研究生和年輕教師打基礎(chǔ)，他主講了В．З．符拉索夫（Власов）專著《薄殼理論及其在工程中的應(yīng)用》一書。他對(duì)該書許多公式都認(rèn)真推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)了不少錯(cuò)誤或刊誤之處。有人評(píng)論說：“國(guó)內(nèi)還很少有人像周先生這樣仔細(xì)地鉆研這本巨著�！�
率先研究復(fù)合材料力學(xué)
１９７８年，周履應(yīng)教育部科技局的邀請(qǐng)，參加了教育部理論與應(yīng)用力學(xué)規(guī)劃會(huì)議，接著又參加了全國(guó)的力學(xué)規(guī)劃會(huì)議。國(guó)家宏偉的發(fā)展規(guī)劃給周履以巨大的鼓舞。他放棄了原已準(zhǔn)備申報(bào)的研究項(xiàng)目，承擔(dān)了新興學(xué)科復(fù)合材料力學(xué)的研究。當(dāng)時(shí)，我國(guó)雖在玻璃鋼方面的研究已有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，但在復(fù)合材料力學(xué)領(lǐng)域幾乎還是未開墾的“生荒地”，既缺乏資料、設(shè)備，也缺乏受過這方面訓(xùn)練的人才。周履認(rèn)識(shí)到這一學(xué)科的研究對(duì)我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要意義，立志組織隊(duì)伍攻克這一科學(xué)難關(guān)。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持下，他主持籌建研究室。通過國(guó)外親友，他個(gè)人訂閱了幾種國(guó)外期刊和書籍，提供并指導(dǎo)研究室的同志們學(xué)習(xí)。他不顧自己身體多病，親自為大家講授“張量分析”和“復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)”，為以后的研究打下了較好的基礎(chǔ)。
１９８０年３月，根據(jù)中美文化交流協(xié)定，他受教育部委托，聘請(qǐng)美國(guó)南方大學(xué)Ｒ．Ｍ．瓊斯（Ｊｏｎｅｓ）教授來華講學(xué)和交流，組織了我國(guó)復(fù)合材料力學(xué)第一次大規(guī)模的學(xué)術(shù)活動(dòng)。５月，他又邀請(qǐng)美國(guó)復(fù)合材料首席科學(xué)家、美國(guó)復(fù)合材料雜志主編蔡偉倫教授訪華，進(jìn)行了更進(jìn)一步的學(xué)術(shù)座談，同時(shí)邀集了國(guó)內(nèi)部分單位代表進(jìn)行商討，組織與協(xié)調(diào)我國(guó)復(fù)合材料力學(xué)的研究工作。在王震鳴的建議下，周履與中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所、上海交通大學(xué)、大連工學(xué)院等單位磋商并發(fā)起籌建中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)固體力學(xué)委員會(huì)復(fù)合材料力學(xué)專業(yè)組，經(jīng)批準(zhǔn)，周履擔(dān)任了專業(yè)組第一任組長(zhǎng)。
周履認(rèn)識(shí)到，復(fù)合材料的發(fā)展必須與有關(guān)學(xué)科相互滲透、相互促進(jìn)，因此，他積極推動(dòng)各種聯(lián)合形式的國(guó)內(nèi)、國(guó)際學(xué)術(shù)交流。為了聯(lián)合活動(dòng)，他擔(dān)任了中國(guó)航空學(xué)會(huì)復(fù)合材料專業(yè)委員會(huì)的副主任委員。通過中國(guó)航空學(xué)會(huì)、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)、中國(guó)宇航學(xué)會(huì)的共同努力，從１９８０年起，我國(guó)定期舉行全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議，迄今已舉行了６屆全國(guó)性的和２次國(guó)際大型學(xué)術(shù)交流會(huì)。近年，他又參與籌建了中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)，并當(dāng)選為副理事長(zhǎng)。
身為教育工作者的周履，深知培養(yǎng)人才對(duì)發(fā)展科研事業(yè)的重要性。他在研究室內(nèi)建立并堅(jiān)持定期進(jìn)行學(xué)術(shù)討論的制度，精心指導(dǎo)和培養(yǎng)研究梯隊(duì)。他在我國(guó)率先招收了復(fù)合材料力學(xué)方面的碩士研究生。１９８０年７月，他接受教育部干部局的聘請(qǐng)，委托范賦群為全國(guó)力學(xué)講習(xí)班首次開設(shè)復(fù)合材料力學(xué)課程，并出版了《復(fù)合材料力學(xué)通訊》內(nèi)部交流資料，達(dá)到了宣傳、普及的效果。為滿足本科生和研究生教學(xué)需要，他應(yīng)高等教育出版社之約，與范賦群合作撰著了《復(fù)合材料力學(xué)》教材。該書較系統(tǒng)地反映了周履等人對(duì)復(fù)合材料力學(xué)中一些基本問題的看法，其中并包含有作者們的研究成果。
鑒于復(fù)合材料力學(xué)是一門新興學(xué)科，許多基本理論問題有待繼續(xù)發(fā)展。譬如，現(xiàn)有的復(fù)合材料細(xì)觀統(tǒng)計(jì)斷裂理論，實(shí)質(zhì)上是套用了最弱環(huán)統(tǒng)計(jì)鏈?zhǔn)侥Ｐ�。它無法描述真實(shí)復(fù)合材料的非自相似隨機(jī)擴(kuò)展的破壞方式。周履及其同事們創(chuàng)立了隨機(jī)擴(kuò)大臨界核、亞臨界核理論，用統(tǒng)計(jì)斷裂力學(xué)的方法定量地描述了復(fù)合材料的多種形式的就位強(qiáng)度。這一工作被同行們認(rèn)為是突破了現(xiàn)有的理論構(gòu)架，可望獲得更進(jìn)一步的發(fā)展。又如，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)臨界力的線性理論，用于求解具有幾何和或物理耦合變形的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，有時(shí)會(huì)得出不真實(shí)的結(jié)果。這一問題已為國(guó)內(nèi)外學(xué)者所注意。周履及合作者們?cè)谥赋鰡栴}的同時(shí)，提出了“非線性－耦合前屈曲二級(jí)線性－一級(jí)線性”的臨界力理論，將后屈曲理論轉(zhuǎn)移到了前屈曲，并可給出滿意的結(jié)果。
周履在注重復(fù)合材料力學(xué)基本理論研究的同時(shí)，還十分重視對(duì)求解方法的研究。１９８０年，在全國(guó)第一屆計(jì)算力學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)上，周履應(yīng)大會(huì)主席錢令希之邀，作了《復(fù)合材料力學(xué)分析的有限元法及計(jì)算機(jī)化簡(jiǎn)介》的綜述報(bào)告。在這篇報(bào)告中，他強(qiáng)調(diào)了復(fù)合材料的特點(diǎn)，介紹了復(fù)合材料細(xì)觀和疊層分析的有限元方法，以及疊層破壞的宏觀分析，他強(qiáng)調(diào)指出了計(jì)算機(jī)在復(fù)合材料力學(xué)分析與計(jì)算中的重要性。這是我國(guó)計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域中涉及復(fù)合材料最早的一篇綜述報(bào)告。
在《雙模量復(fù)合材料十字疊層矩形薄板的彎曲》一文中，作者們首次成功地將加權(quán)殘數(shù)法用于雙模量復(fù)合材料，表明了該方法用于雙模量材料的可行性及該文所用試函數(shù)的有效性。該文發(fā)表后，有關(guān)評(píng)論認(rèn)為“用加權(quán)殘數(shù)法分析層合板彎曲問題已基本上解決了”；該文內(nèi)容被收入有關(guān)加權(quán)殘數(shù)法的專著；其方法后來被引用到厚板問題、熱應(yīng)力問題及疊層扁殼的彎曲問題。 下一頁(yè) 1 2
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