李敏华

李敏华（1917.11.2~2013.1.19），江苏吴县人，中国科学院力学研究所研究员、博士生导师。全国政协委员，中国力学学会理事，中国航空学会名誉理事。1948年获美国麻省理工学院博士学位。1980年当选为中科院学部委员。长期从事固体力学研究。早期从事塑性力学研究，如硬化材料的轴对称平面应力问题的解法及其塑性变形特点等。近期主要从事材料疲劳、应力分析等研究。其专著有《硬化材料的轴对称平面应力问题研究》并在国内外发表《发动机涡轮轴在扭矩作用下的应力分析》《使截面圆轴扭转问题用非正交曲线坐标的新解法》等论文。

基本资料

中文名：李敏华

国籍：中国

民族：汉族

出生地：江苏省吴县（今苏州市）

出生日期：1917年11月2日

逝世日期：2013年1月19日

职业：固体力学专家

主要成就：中科院院士

1956年中国科学院自然科学三等奖

1978年全国科学大会奖

代表作品：《硬化材料的轴对称平面应力问题研究》

人物生平

1917年11月2日，李敏华出生于江苏省吴县（今苏州市）的职员家庭，母亲毕业于杭州女子师范中学，思想比较开明，支持李敏华姐妹自小读书。

1925年，李敏华到上海不久便发生了“五卅惨案”，给少年的李敏华留下深刻的印象。

1931年，日本侵略中国东北三省，李敏华当时就读于务本女中，该校校长很爱国，鼓励同学参加示威游行，并组织军事训练。一次五月四日上音乐课时，音乐老师给同学们讲述了自己参加北京“五四运动”的经过，在李敏华的心中激起一股热浪，决心毕业后要去北平（北京）读大学。

1935年，考入清华大学，不久，便爆发了一二·九运动，她一面和爱国青年一道积极参加示威游行，一面更加刻苦学习，并决心以己之所学报效祖国。

1937年，抗日战争时期，李敏华随学校经过长沙迁到昆明，学校改名为国立西南联合大学。

1940年，毕业于西南联合大学航空系，获学士学位，之后留校任教，担任助教、教员。

1944年，与吴仲华共同赴美，就读于麻省理工学院机械系。

1945年，获得麻省理工学院硕士学位，她的硕士论文做的是“用散射光弹解轴扭转”方面的工作，她将散射光的特性、散射光弹原理与轴扭转问题的特点相结合，提出了一个用散射光弹解决轴的扭转问题的简单新方法，得到了应变分布。之后在导师邓·哈托（Den.Hartog）指导下攻读博士学位，主要进行亚谐振动研究，这涉及到变系数非线性方程，分析工作极其困难。

1948年，获得麻省理工学院博士学位，成了麻省理工学院工科方面的第一位女博士。

1949年，为了取得进行科研工作的实际经验，李敏华决定获得博士学位后，做一段工作再回国。随后，李敏华也在NACA路易斯发动机研究中心强度研究室任研究科学家，进行塑性力学的研究工作。

1952年，担任美国勃洛克林理工学院机械系研究教授。

1954年，经过几年的努力，克服了美国政府对在大学工作的中国理工科留学生回国横加阻挠，离开美国，绕道西欧、苏联回到中国。

1955年，回国以后进入中国科学院数学研究所力学研究室工作，担任研究员。

1956年，进入中国科学院力学研究所工作，先后担任固体力学研究室副主任、主任。

1980年，当选为中国科学院技术科学部学部委员。

1984年，加入中国共产党。

2013年1月19日上午10时10分，因病医治无效在北京逝世，享年96岁。

主要成就

科研综述

1955年回国后，李敏华为青年教师开设塑性力学课，并组织讨论塑性理论和蠕变理论，推动了中国进行塑性力学方面的研究。以后她参加航空航天方面的基础研究工作。1959年前后，她领导了为新研制的复合材料试件进行高温试验以及瞬态加热加载材料实验机的研制工作。20世纪70年代中期，她参加航空发动机故障分析会，承担了喇叭形涡轮轴在扭矩作用下的应力分析。这次故障分析会，使她深深感到疲劳问题的严重性，为此自20世纪80年代后，她又开始从事疲劳研究。同时发起组织侧重宏观研究的全国疲劳学术会议，推动了学术交流。

李敏华在塑性力学方面，得出了轴对称平面应力问题用塑性形变理论的简单的精确解，论证了对这类问题在加载过程满足塑性形变理论的适用条件，以后又推广到平面应力问题。对涡轮轴（变截面圆轴）在扭矩作用下提出了应用非正交曲线坐标的有限差分法的新解法，能很精确地算出轴在小凹槽处的高应变集中区的应变。进行超载对低周疲劳寿命影响的研究工作。通过对铅合金圆孔薄板试件在一种疲劳载荷作用下的实验研究，得出超载60%，疲劳寿命增加3～4倍的载荷范围，并观察到超载滑移线障碍主载滑移带的发展。

塑性力学方面

1949年初在NACA路易斯发动机研究中心工作时，李敏华进行圆形薄膜在侧压作用下考虑材料硬化的塑性应力应变分析工作。当时，塑性力学工作刚开始不久，考虑材料硬化的解更少，通常都采用形变理论迭代求解。她采用形变理论，用椭圆方程的角度α和无量纲有效应变γ/γ0来表达冯·米泽斯（VonMises）屈服条件。使问题由5个未知应力应变分量和未知材料参数降为2个未知变量α、γ/γ0及未知材料参数。因α在边界上已知，γ/γ0是随应变分量变化的未知量，仍需要迭代求解。李敏华引进了一个任意常数k将半径无量纲化为γ/k，这样在一个边界选定了γ/γ0值，从此边界沿γ/k进行计算，直到α满足另一个边界值。这时的γ/k值等于β/k，由此可定出任意常数k，从而不需要迭代可得精确解，这种方法可用在轴对称平面应力问题中，在计算机尚不发达的50年代初是非常有意义的。随后，李敏华又通过计算推广到轴对称平面应变问题，通过实验推广到平面应力问题。由以上的这些工作她认为若零件所受外载比例增加，对塑性大应变问题、形变理论可以应用，而且也具有上述塑性形变的特性。冯元桢（Y.C.Feng）在20世纪70年代末访问力学所时提到：“在去年举行的国际力学学术会议时，我们还讨论到李敏华的工作。”1981年哈佛大学J.哈钦森（Hutchinson）与何明元的工作中也应用塑性形变理论。

航天事业方面

1959年，李敏华接受了对新研制的复合材料试件进行驻点温度超过1000℃的高温实验任务。李敏华作为研究室副主任，参加到研究组，通过调研决定采用火箭发动机加热。由于时间紧，不可能研制常规火箭发动机。她提出用炽体引燃，大大缩短了设计和加工周期。他们在不到半年的时间内，在国内首次实现了驻点温度超过1000℃的高温实验，航天部有关部门极为重视，专门组织参观并进行仿制。随后，李敏华又参加到建立瞬时加热加载的材料试验机工作的研究组。她提出应变测量方法，并与组内科研人员一起调研几种加热方法后决定方案，得到试件试验段瞬时的均匀温度，在国内首次研制成功了瞬时加热加载材料试验机。该组因这项工作被评为所内先进集体并获得奖状。

20世纪70年代初，针对航空发动机涡轮轴断轴故障，李敏华承担了在扭矩作用下喇叭轴应力分析工作。针对问题重点，需要得到小凹槽高应力集中区域的应力应变值。她提出以应力函数作为未知量，用非正交曲线座标有限差分法进行计算。这样在所需计算机容量不大的情况下，直接得到沿小凹槽边各点的应力值。当时她的小儿子患白血病住院，她每隔一天的下午或晚上去医院，另一天加班工作，按时完成了任务。航空部有关部门在来信中称：“对比有限元、光弹实验及涡轮轴疲劳试验的结果，该计算结果是比较准确的。该计算可按强度分析需要校核轴外表面任意点处的强度，是它优于有限元法的主要特点。这正是当初故障研究所需。”该项工作获1978年中国科学院重大成果奖。

论文著作

LeeWuMH.Analysisofplane-plastic-stressproblemwithaxialsymmetryinstrain-hardeningrange.NACATR1021，1951.

LeeWuMH.Linearizedsolutionandgeneralplasticbehaviorofthinplatewithcircularholeinstrain-hardeningrange.NACATN2301，1951.

LeeWuMH.Generalplasticbehaviorandapproximatesolutionsofrotatingdiskinstrain-hardeningrange.NACATN2367，1951.

LeeWuMH.Asimplemethodofdeterminingplasticstressesandstrainsinrotatingdiskwithnonuniformmetalproperties.J.ofAppl.Mech.1952，19(4)：489～495.

LeeMH.Effectofstressstrainrelationsofmaterialonsolutionofplane-stressproblemswithlargeplasticdeformation.CongrésInternationaldeMecaniqueAppliquée，9e.ActesUniversitedeBruxelles（Brussels：Proc.ofthe9thInter'lCongressofAppl.Mech.），1957，8：156～165.另见力学学报，1957，1（1）：77.

李敏华，王仁.塑性应力应变关系总结.力学学报，1958，2(2)：167.

李敏华.硬化材料的轴对称塑性平面应力问题的研究.北京：科学出版社，1960.

李敏华.变截面圆轴扭转问题用非正交曲线坐标的新解法.固体力学学报，1980，1(2)：159～169.

LeeMH，RenXA.Anewmethodfortorsionofshaftwithvariablediameterusingnon-orthogonalcurvilinearcoordinatesanditsapplication.Proc.ofAIAA/ASME/ASCE/AHS22ndStructures，DynamicandMaterialsConf，April6～8，1981，AtlantaUSA，Part1，1～6.

LeeMH，TuMR.Multi-objective-speckletechniqueanditsapplication.Beijing，China：Proc.ofInter'lConf.ofExperimentalMech.1985.392.

LeeMH,WangZJ，ZhouAH.Effectofpropertionalover-loadingonthelifeoflowcyclefatiguecrackinitiationofstrain-concentratedmember.Beijing，China：Proc.ofInter'lConf.Mech.BehaviorofMaterials－5，June3～6，1987：671～676.

李敏华，毛天祥，周爱华等.比例超载对铝合金圆孔薄板试件低周拉－拉疲劳寿命的影响.力学学报，1993，25（4）.

李敏华除科研工作外，还为清华力学班开《塑性力学》课程。在中国科学院创办中国科学技术大学时，她兼任力学系固体力学教研室主任，并讲授《塑性力学》课程。在研究生培养方面，她先后于1956年，1962年至1964年招收培养研究生6名。1989年起先后培养硕士生10名博士生3名。

个人生活

1935年，李敏华刚上大学一年级时认识了吴仲华，他们有“理工救国”的共同奋斗目标和对摄影和音乐的共同爱好，使他们成为好友。1940年大学毕业后，李敏华和吴仲华分别被留在航空工程系和机械系任助教，1943年两人结婚，次年一同途经印度赴美，进入麻省理工学院研究生院学习，到美国不久，他们有了两个儿子，李敏华一边抚育孩子，一边攻读硕士、博士学位。

人物轶事

1945年李敏华开始读博士时，美国对妇女还很歧视，她在麻省理工学院机械系负责本科生的教授说：“我不能看到机械系有女博士。”幸好负责研究生工作的苏特勃（Sodeberg）教授支持她，在读博士期间，李敏华选修了热力学课程，肯能（Keenen）教授在一次发考卷时说：“这次考题很难，很多人不及格，第一名考95分，是吴夫人（Mrs.Wu）。”后来肯能教授夫人在一次茶会上对李敏华说：“开始肯能教授对你不相信，所以出难题考考你。通过这次考试肯能教授才相信。”

人物评价

1948年麻省理工学院毕业典礼上中国的李敏华，几个孩子的母亲，证明妇女可以与男子一样，获得博士学位。（《波士顿报纸》报道）

在求解应变硬化材料塑性应力分布时，几乎不能精确地求解。而对于轴对称问题，作者（李敏华）得到的解就属于精确的或近乎精确的解。即使是在非常简单的圆孔薄板的一维情况，要同时满足协调方程、平衡方程、应力应变关系和边界条件，也不是一件容易的事。由于作者非常巧妙地引进了任意常参数，作者相当精确地满足了上述条件，提供了一系列精确解的典范，这是她的特殊贡献。（E.T.斯托威尔（Stowell）讨论李敏华文章）

李敏华是国内外享有盛誉的固体力学专家，从事材料的塑性力学和疲劳断裂的理论和实验研究。李敏华严谨的治学精神、实事求是的工作作风、爱国奉献的高尚品德和简朴的生活态度，为发展祖国的科学事业，振兴中华，贡献毕生精力。（中国科学院评）