從 . .布勃諾夫生平活動

尋跡“船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)”的創(chuàng)建

郭日修

海軍工程大學(xué)艦船工程系，武漢，430033

摘 要：本文內(nèi)容分兩部分。第一部分，簡介 . .布勃諾夫生平活動。第二部分，從 . .布勃諾夫生平活動追尋他如何創(chuàng)建“船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)”：接受優(yōu)質(zhì)的造船專業(yè)教育，攻讀高水平數(shù)學(xué)力學(xué)課程；充分認(rèn)識發(fā)展鋼殼船面對的問題，以建立一門船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算學(xué)科為已任；為建立這一學(xué)科作充分的理論準(zhǔn)備；在軍艦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中建立船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算方法；將計(jì)算方法的實(shí)踐上升為理論，建立“船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)”學(xué)科；培養(yǎng)人才，使這一學(xué)科后繼有人，不斷發(fā)展。
關(guān)鍵詞：船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)；力學(xué)史； . .布勃諾夫；生平


1 引言
1909年， . .布勃諾夫在彼得堡理工學(xué)院講授“船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)”，這是此前高等學(xué)校未曾開設(shè)過的一門新課；1912、1914年， . .布勃諾夫的專著《船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)》第I、 卷先后問世，這標(biāo)志著一門新的學(xué)科——“船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)”誕生。它開辟了研究船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度新領(lǐng)域，為船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論和計(jì)算方法，使船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)走向理性的分析計(jì)算，這是一項(xiàng)有重大理論意義和工程應(yīng)用價值的輝煌的學(xué)術(shù)創(chuàng)新，有力地推動了造船科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和船舶工業(yè)發(fā)展。
. .布勃諾夫1872年1月出生于俄羅斯，卒于1919年3月，其人生僅47歲，堪稱短暫。然而，在其短暫的一生中，竟創(chuàng)造出如此輝煌的學(xué)術(shù)成果，這不能不令人驚嘆！是什么原因使他具有如此出眾的才華、創(chuàng)造出那樣輝煌的成果？本文試從 . .布勃諾夫的生平活動，追尋他創(chuàng)建“船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)”的歷史軌跡，對如何培養(yǎng)撥尖創(chuàng)新人才，可能有所啟發(fā)！
2  . .布勃諾夫生平活動^[1]簡介
2.1求學(xué)
1881年-1887年？ . .布勃諾夫完成了初等教育和中等教育。1887年8月進(jìn)入喀瑯施塔得“海軍技術(shù)學(xué)?！保ò串?dāng)時俄羅斯學(xué)制，屬高等學(xué)校），入機(jī)械工程系，一年后轉(zhuǎn)入造船工程系，1891年9月畢業(yè)，年方19歲。畢業(yè)后從事船舶建造工作。
1894年海軍征集11000t快速巡洋艦設(shè)計(jì)方案，1895年海軍從征集的諸多設(shè)計(jì)方案中評選， . .布勃諾夫提出的設(shè)計(jì)方案入選優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案第1名，初步顯示了這個年青人的才華。
1894年10月， . .布勃諾夫進(jìn)入“海軍學(xué)院”（按當(dāng)時俄羅斯學(xué)制，屬研究生院）造船工程系深造，在著名數(shù)學(xué)家、力學(xué)家、造船學(xué)家 . .克雷洛夫指導(dǎo)下，于1896年10月以最優(yōu)成績畢業(yè)。經(jīng) . .克雷洛夫推薦，留學(xué)院任教。
2.2 執(zhí)教、發(fā)表學(xué)術(shù)論文和著作
1896年10月， . .布勃諾夫開始在海軍學(xué)院執(zhí)教， . .克雷洛夫推薦他開設(shè)新課“造船現(xiàn)代化進(jìn)展述評”和“軍艦設(shè)計(jì)”。在這同時， . .布勃諾夫到彼得堡大學(xué)跟隨名師攻讀“純數(shù)學(xué)”、“偏微分方程”、“變分法”、“概率論”，以及“分析力學(xué)”、“彈性理論”等數(shù)學(xué)力學(xué)課程，提高自己的數(shù)學(xué)、力學(xué)水平。
1897-1899年， . .布勃諾夫結(jié)合教學(xué)，在海軍學(xué)院石印出版了多種講義：《軍艦設(shè)計(jì)》和《慣性矩與利用系數(shù)》、《（船體）接縫分布與不同構(gòu)件的鉚釘連接》、《波浪中船的縱搖》、《論彎矩的計(jì)算》等與軍艦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的講義。
1902年， . .布勃諾夫發(fā)表了著名的《船殼板在水壓下的應(yīng)力》一文，解決了“柔性板”計(jì)及中面力的應(yīng)力計(jì)算問題，這是當(dāng)時有待解決的計(jì)算船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的一個基本問題，也是關(guān)鍵問題。受到國際造船界的重視，其英文本在英國《造船工程學(xué)會會刊》上發(fā)表（1902，Vol.XLIV）。
1904年， . .布勃諾夫開始在彼得堡理工學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室任教，開設(shè)“彈性理論”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程。1906年在學(xué)院石印出版講義《彈性理論與結(jié)構(gòu)力學(xué)》，書中，除應(yīng)力、變形理論、彈性力學(xué)基本問題等一般內(nèi)容外，還編入了計(jì)算船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所需的結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容，以及板理論等新內(nèi)容。
1909年， . .布勃諾夫任彼得堡理工學(xué)院教授，講授“船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)”，在世界上、在高等學(xué)校開設(shè)這樣一門新課是前所未有的。這一年， . .布勃諾夫在彼得堡理工學(xué)院石印出版《船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)補(bǔ)充教程》講義。
1912年和1914年， . .布勃諾夫的專著《船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)》卷I、卷 先后出版，并開始用作彼得堡理工學(xué)院和海軍學(xué)院的教科書。
. .布勃諾夫于1910年8月任海軍學(xué)院教授，1916年10月，獲“功勛教授”榮譽(yù)稱號。
1913年， . .布勃諾夫在《評鐵木辛柯教授論文集》的評語中，首先提出求解齊次邊界條件彈性力學(xué)問題的近似方法，后來被稱為“布勃諾夫-伽遼金方法”^[2]，其重要性已超出了結(jié)構(gòu)力學(xué)，被廣泛應(yīng)用于求數(shù)學(xué)物理方程的近似解。
1916年， . .布勃諾夫發(fā)表《加肋薄壁圓管的臨界壓力》一文，這是 . .布勃諾夫留下的計(jì)算潛艇耐壓殼體（加肋圓柱殼）的唯一一篇論文。
. .布勃諾夫在海軍學(xué)院和彼得堡理工學(xué)院執(zhí)教，都一直持續(xù)到1919年3月他去世。
2.3 設(shè)計(jì)建造軍艦
1903年， . .布勃諾夫擔(dān)任俄羅斯海軍技術(shù)委員會“造船繪圖室”（“設(shè)計(jì)室”——作者注）領(lǐng)導(dǎo)，該室負(fù)責(zé)軍艦的“草圖設(shè)計(jì)”。此后， . .布勃諾夫以大量精力投入軍艦設(shè)計(jì)制造，僅在波羅的海造船廠領(lǐng)導(dǎo)軍艦設(shè)計(jì)制造，前后長達(dá)十余年。
1907年 . .布勃諾夫提出一戰(zhàn)列艦“草圖設(shè)計(jì)”方案，獲準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造。1907-1908在波羅的海造船廠成立設(shè)計(jì)組，在 . .布勃諾夫領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行該艦的設(shè)計(jì)， .