人物传记|力学大师—铁木辛柯

铁木辛柯 Stephen Prokofievitch Timoshenko, Степан Проко-фьевич Тимошенко (1878～1972)美籍俄罗斯力学家、教育家。1878年12月23日生于乌克兰的什波托夫卡，1972年5月29日卒于联邦德国。

图1 铁木辛柯

铁木辛柯1901年毕业于俄国彼得堡交通道路学院。服军役一年后，1902年回母校任实验讲师，次年到彼得堡工学院任讲师。1903～1906年开始了他的创造性工作，每年夏天都去德国格丁根大学，在著名学者F.克莱因、A.弗普尔和L.普朗特等人的指导下从事研究工作。1907～1911年任基辅工学院教授。1912～1917年在彼得格勒一些学院任教授。1920年7月到南斯拉夫任教。1922年受聘于美国费城振动专业公司，次年到匹兹堡的威斯汀豪斯(Westinghouse)电气公司，从事力学研究工作，设计成光弹性设备和电气火车头。1928年，他建立了“美国机械工程师学会力学部”。同年秋天到密歇根大学任教授，他先后组织了“每周力学讨论会”和“夏季应用力学讨论会”，后者有著名学者普朗特等人参加。1936年起，铁木辛柯到斯坦福大学任教授达二十年之久。1938年到苏联旅行，受到隆重接待，并写了《俄国工程教育》一书。他在密歇根大学和斯坦福大学培养了不少研究生,其中也有中国研究生（如著名力学家西北工业大学黄玉珊教授既为其在斯坦福任教期间的博士研究生）。1965年迁居联邦德国,直至逝世。

图2 黄玉珊

铁木辛柯在应用力学方面著述甚多。1904年他发表第一篇论文《各种强度理论》，次年发表《轴的共振现象》，首次考虑到质量分布的影响，并把瑞利方法应用于结构工程问题。1905年，他得出开口剖面薄壁杆扭转问题中扭矩T和转角的关系。1906年,他解决了用板的挠度微分方程去求板受压的临界值问题。以后又发表了关于弹性体稳定性问题的论文多篇，对船舶制造和飞机设计有指导意义。他最早把瑞利－里兹法应用到弹性稳定问题，从而获得十年一次的“茹拉夫斯基奖”。他不仅用能量原理解决了稳定性问题，也把它用到梁和板的弯曲问题和梁的受迫振动问题。1911年以后，他主要研究弹性力学，解决了半圆剖面梁承受弯曲的剪力中心、对称剖面悬臂梁自由端承受横载荷的剪应力分布等问题。第一次世界大战期间，他在梁横向振动微分方程中考虑了旋转惯性和剪力，这种模型后来被称为“铁木辛梁”。1925年，他研究很有价值的圆孔周围的应力集中问题，1928年探讨了有实用意义的吊索桥刚度和振动问题。此外他在薄壁杆件扭转问题和弹性系统的稳定性问题上都有重要的工作。

图3 薄壁杆件的扭转图
 

图4  弹性系统的稳定

铁木辛柯是一位力学教育家，他主讲过很多重要的力学课程，还培养了许多研究生。除授课和培养研究生外，他还把很多精力用于编写书籍，计编写了《材料力学》、《高等材料力学》、《结构力学》、《工程力学》、《高等动力学》、《弹性力学》、《弹性稳定性理论》、《工程中的振动问题》、《弹性系统的稳定性》、《高等动力学》、《板壳理论》和《材料力学史》等二十种书。计有等20多部。这些教材影响很大，被翻译为世界各国的多种文字出版，其中大部分有中文译本，有些书至今仍被教学采用。此外他还写了《俄国工程教育》和《自我回忆》两书。