基本介紹
- 中文名：趙祖武
- 外文名：Zhao zuwu
- 國籍：中國
- 民族：漢
- 出生地：北京
- 出生日期：1919年9月23日
- 職業：科學家
- 性別：男
人物生平,科技成就,主要論著,
人物生平
1938-1942年 天津工商學院土木工程系學習。
1945-1948年 在平津鐵路局等處工作。
1952年- 天津大學副教授，教授。
趙祖武，原籍浙江杭州，滿族人。其父為清朝最後一科舉人，長期任科員及科長職務。趙祖武幼時身體較弱，加上父親有舊思想，未能進入國小學習，只隨親戚聘請的家庭教師學習一些文化課程。1932年考入志成中學（即現在的北京三十五中學）國中一年級，學習成績優良。其後，北平市舉行會考，各中學都積極準備，志成中學也模仿北平市的會考，在校內每星期都舉行統一命題的會考。結果，趙祖武在300名學生中以突出的成績取得第一名，學校獎勵免費升入高中。1937年“七七”事變，華北淪陷，國立大學紛紛內遷，趙祖武考入天主教會開辦的私立天津工商學院，入學考試成績優秀，免交學費一年。入學後，雖然學習成績好，但因不信宗教，未得到繼續免費優待。1942 年，獲得工科學士學位。
大學畢業後，由學校介紹進入工程機關工作。當時並沒有相當規模的工程，工程技術人員也無事可作。此時，趙祖武對結構力學中的剛架分析中需待解決的問題進行研究，並得到較好的成果。
中華人民共和國成立後，趙祖武被分配在房地產管理局工作。1949年9月，經工程界前輩金濤先生推薦到中國交通大學唐山工學院（唐山交通大學，現西南交通大學）任講師，後升為副教授，講授結構力學。1952 年進行全國高校院系調整，唐山交大建築系調整至天津大學，趙祖武隨之前往天津大學工作至今。1956年至1958年被派往前蘇聯以訪問學者身份進行力學研究2年。回國後一直在天津大學土木系、水利系、基礎科學系（任系主任職務）、力學系任教。1978年晉升為教授。數十年來趙祖武講授過結構力學、彈性力學、振動及穩定理論、塑性力學等多種課程，並在教學的同時進行固體力學理論研究，獲得許多成果。
趙祖武於1956年參加九三學社，1988年參加中國共產黨。曾任天津市力學學會副理事長、中國力學學會理事、《土木工程學報》編委、九三學社天津委員會文教委員會副主任。現仍為《套用數學和力學》編委。
科技成就
對剛架的分析研究
趙祖武在大學讀書的最後一年，對剛架分析作了研究，提出增進力矩分配法，使得原來需多次分配計算，變為只分配一次即可。畢業後，工作之餘又對空腹桁架的分析進行研究，提出旋轉端彎矩分配法，解決了當時存在的困難問題。那時還沒有計算機，工程師都是使用分配法計算，所以是一項較好的成果（刊載於金濤著《剛構解法》）。這些研究都是在趙祖武25歲以前進行的。
國內最早蠕變理論研究者
趙祖武早在50年代末期即研究蠕變的本構關係。他與前人不同之處在於將蠕變變形分解為可恢復和不可恢復的兩部分，並分別用兩個積分表示，前者是粘彈變形。按此理論，由蠕變曲線求得的理論鬆弛曲線與實驗很接近，顯然優於國外其它理論很多。此成果發表於1959年的《力學學報》，後又被推薦在《中國科學》英文版上重新發表。
趙祖武還將這個概念推廣到混凝土，即認為它可能是材料的統一共性。混凝土有另一方面的複雜性，即它是老化材料。從澆鑄成形後，其力學性能在逐漸變化，強度及彈性模量都在增長。實驗表明，蠕變應變符合疊加原理。趙祖武首先論證了在符合疊加原理情況下，可恢復的彈性後效變形與齡期無關。這在突然部分卸載實驗中也基本上得到證實。考慮彈性後效變形可使突變荷載情況下的蠕變曲線接近實際情況。按這個理論，還可使求材料蠕變曲線的實驗大大簡化，並且理論鬆弛曲線與實驗符合。這項成果發表於1962年的《力學學報》，其中還指出著名的阿魯秋尼昂（Apyтюнян）理論未能考慮可恢復變形的較大缺陷，因此它在某些情況下可導致卸載後應變繼續增長，這是與實驗現象背道而馳的。
金屬在高溫下的力學分析要考慮蠕變是眾所周知的。巨塊混凝土的澆鑄可產生溫度應力而需防止開裂，這時考慮蠕變才能正確分析溫度應力，否則有時可能有一倍的誤差。總之蠕變理論有實用意義，而實際的計算先要有本構方程。
符合實驗的本構關係研究成果
金屬的塑性應變依賴於載入路徑，這使得塑性本構關係十分複雜，是百年來塑性力學中一直待解決的基本問題。已有的本構模型，包括隨動模型，均未能經受住實驗的考驗。50 年代蘇聯學者伊留申（Илъющин）根據大量實驗得到一些基本的塑性規律，總結為兩個基本假定，即滯後假定和初始各向同性假定。他經過長期研究並寫出一本專著，但只有形式複雜而不具體的式子，實際上並未能建立本構方程。70年代日本學者利用計算機控制設備作了更精確的實驗，再次證實伊留申的兩個基本假定，但他們沒有理論研究。基於這兩個假定，趙祖武提出符合實驗的應變路徑理論，介紹如下。
卡恰諾夫（Качанов）曾作出關於理想塑性體（無硬化階段的材料）在應變路徑趨於直線時，應力向量將趨於同樣方向的論斷，但未能證明，只作了幾個例子表明這個性質。趙祖武將這個命題改在偏應變空間中描述，便可很簡單地證明了這個論斷，並得到了一個積分式。將此式加上類似表示粘彈性的積分式，就可表達塑性規律。這就是，認為塑性應變由兩部分組成，一部分遵從理想塑性規律，另一積分式為硬化部分，但以路徑長度為積分變數，故實際上不是粘彈性。所以塑性應變由兩個積分式之和表達。按此理論得到的應力曲線與日本大橋義夫（Ohashi）的實驗曲線符合極好。大橋義夫的實驗屬於複雜載入情況，應變路徑有兩個90度拐角，並且第二個拐角是在不同拉伸程度轉為扭轉，實際上是4條不同的實驗曲線畫在一起。趙祖武提出的本構方程能符合這樣複雜的多條載入路徑實驗，它顯然優於現有的其它本構方程，那些方程尚不能符合通常只有一個拐角的實驗。這項成果發表於1990年的《套用數學和力學》。
趙祖武還論述了應變路徑理論與傳統的塑性流動理論的關係（刊載於國際會議論文集），並指出薄板失穩時應變路徑將發生方向突變，因此應變路徑理論將會給出更好的臨界荷載，並可說明何以流動理論給出的結果反而不如有明顯理論缺陷的變形理論。
其後，趙祖武又作了進一步的研究，根據B.V.N.Rao 的金屬微觀實驗，給出了應變路徑理論在微觀方面的解釋，使得此理論建立在更堅實的基礎之上，因此可以認為它能適用於各種複雜載入情況。
解決實際工程問題的研究
青島巨型港口船塢混凝土開裂無妥善解決辦法，後邀請趙祖武作了研究，為這種類型結構提出溫度蠕變應力的計算方法，說明了現場實測出現的問題，並寫出論文，後為我國各大港口工程採用。
趙祖武曾為輕鋼結構中的三棱組合桿的穩定問題提出簡化為薄壁桿件的計算式，後被我國鋼結構設計規範採用並列入規範條款。
編寫塑性力學教科書
塑性力學與彈性力學，材料力學等性質不同。在大學中，由於先修力學課程都未含有它的這些獨特性質，使學生在學習上發生相當的困難。國外塑性力學教科書都對此很少考慮，學生對學此課程視為畏途。趙祖武於1963年寫出我國第一本塑性力學教科書《塑性理論基礎》。此書寫得深入淺出，很有特色，利於初學。在《塑性力學教學和學習指導》一書中，夏志皋教授的關於教學的回顧一文中寫道：“特別值得一提的是1963年出版了趙祖武教授的《塑性理論基礎》，這是……第一本塑性力學教材，在教學中發揮了重要作用，產生了相當的影響，被公認為是一本優秀教材。”
1980年，力學教材會議邀請趙祖武再寫一本塑性力學教科書。他根據多年的力學研究和教學經驗，撰寫了《塑性力學導論》，1989年由高等教育出版社出版。
趙祖武撰寫教材時，很少參閱其它課本，以便更好地保持自己的見解。所以這兩本書都寫得很有特色，特別是第二本書。趙祖武認為最使學生感到困難的是本構關係問題，而這方面的敘述往往使學生感到比較雜亂，其中一些概念突然而至，令人難以思考，這不像是理論學習。為此，趙祖武對最常使用的塑性流動理論（也稱為增量理論）進行了系統化的工作。首先提出它的幾個基本假定並加以說明，由此導出它的最基本的式子。這是一般性的式子，還不能用於具體問題，接著對此式寫出幾個簡化方案，包括各向同性硬化、Prager隨動模型、Ziegler隨動模型等。雖然研究工作已有很大發展，由於現在還未能很好地解決本構關係問題，人們只使用這幾個簡化模型。書中似這樣的系統化敘述，思路比較清楚，也是其它課本所沒有的，這實際上是帶有學術色彩的工作。對該書的評審意見認為，“對50年代左右發展成熟的塑性本構關係（特別是增量理論）作出了比較系統深入的概括，這是頗有獨到之處的”；書中“介紹了蘇聯學者Гвоздев1938年發表的理論（此理論鮮為人知）和作者自己的觀點。這些都有利於讀者從不同角度加深對塑性本構關係中的一般增量理論的認識和理解”；“基本理論的闡述上脈絡清楚，論題集中，在取材和敘述上比較有特點。”
主要論著
1 趙祖武.關於非線性蠕變.力學學報，1959，3（4）：325～333.
2 趙祖武.鋼筋混凝土板的極限荷重.土木工程學報，1960，（1）：17 ～23.
3 趙祖武.混凝土的徐變、鬆弛與彈性後效.力學學報，1962，5（3）：143～152.
4 趙祖武.塑性理論基礎.人民教育出版社，1963.
5 趙祖武.有限條元法的基本方程與級數收斂性能.力學學報，1984，16（6）：589～595.
6 Zhao Zuwu, Yin Changri. Analysis of shear wall by finite strip method with zero modulus regions, Proc. Int. Conf. on Tall Buildings, Hongkong:1984.
7 Zhao Zuwu, Cai Zongxi. Analysis of free vibrations of wall～frame using finite strip. Proc. Int. Cong. on Tall Building, HongKong: 1988.
8 趙祖武.塑性力學導論.北京：高等教育出版社，1989.
9 Zhao Zuwu. Relation between plastic flow theory and strain path theory. Proc. Int. Conf. on Theoretical and Apllied Mecanics,Beijing:1989.
10 趙祖武.塑性本構關係中的應變路徑理論.套用數學和力學，1990，11（7）：581～590.
