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一、张维教授在学术上的贡献
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1.1 首创圆环壳轴对称弯曲一致有效渐近解
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薄壁圆环壳形如救生圈，它是由一个半径为a的小圆绕轴旋转（小圆中心至旋转对称轴的距离为R）而成的旋转壳。它的基本方程在其几何顶点有奇异性，即以顶点为界，外侧面（正高斯曲率曲面）上定义的方程为椭圆型，内侧面（负高斯曲率曲面）上定义双曲型方程，这种奇异点称为转向点（turning point），20世纪40年代以前，其应力分析是一个难题。1916年，Wissler在Reissner-Meissner旋转薄壳方程的基础上给出了圆环壳受轴对称载荷的应力状态解。他是以λ=a/R的幂级数形式给出的，适用于细环壳（即λ小的情况），而工程上用得更多的却是粗环壳。1944年张维基于Reissner-Meissner-Tölke方程求得了圆环壳的完整的解。他的主要工作是：①详细讨论了各种幂级数解在细环壳中的收敛性，指出幂级数解对粗环壳则收敛很慢，在当时情况下不便于应用；②针对幂级数解的不足，首次得到渐近解。以其中ν为泊松比，h为壳厚度）为大参数，应用贝塞尔函数特性，获得对圆环壳的正、负高斯曲率曲面上一致有效的渐近解。这是他在当时十分困难的条件下，得不到国际上的研究资料，完全靠自己独立研究获得的。而美国、苏联学者在20世纪50年代初才陆续发表这类问题的渐近解。张维当时给出的渐近解同后来许多学者得到的渐近解精度相同，而他的解使用起来十分方便。他的工作为环壳的求解和应用提供了有效工具。直到1983年，美国麻省理工学院著名力学家赖斯纳（E.Reissner）在给他的来信中还再次肯定了他的这一工作。
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1980年以后，在张维指导下，他早年的研究生赵鸿宾教授等人分析研究了三种主要的环壳方程的精度，指出幂级数解、渐近解的限制，同时提出了一种逼近一渐近解，既适用于细环壳，又适用于粗环壳。1990年张维教授的博士生张若京提出了方程的高阶近似解，可达到薄壳理论的精度，即精度量级为O（h/R）。
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1.2 任意载荷作用下圆环壳的解
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随着工业发展的需要，任意载荷作用下薄圆环壳和弯管的应力分析受到很多学者的注意，苏联学者Chernykh首先研究了反对称载荷有一个对称面情况的解。1959年美国学者Steele在他的博士论文中首次给出任意载荷的解，但他的解由于推导中使用了μ为大参数和的条件（m为傅里叶展开的谐波数，R是子午线圆中心到大圆环中心的距离，h是壳厚），他的解只适用于低阶谐波，且没有给出算例。1984年张维指导博士生夏子辉利用Novozhilov复变量方程，给出了任意载荷、任意边界条件下圆环壳和弯管具有薄壳理论精度量级的一般解；并进行模型实验，得到了与理论解符合很好的位移与应力实测结果。他们还给出了弯管在任意边界条件下大圆平面内和平面外受弯矩的一般解。自编程序计算了一些典型算例：如弯管承受平面内弯矩允许两端面翘曲的解、受内压作用的90°弯管两端固定的解。
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1.3 圆环壳的非线性分析
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随着波纹管膨胀节大位移补偿器的发展及其在各种工程中的应用，有必要对环壳的几何非线性问题、屈曲及屈曲后特性进行研究。张维指导课题组年轻教师和研究生们推导了基于薄壳小变形中等转动的非线性复变量圆环壳方程，采用摄动法研究了闭口与开口圆环壳的非线性解，并与实验进行了对比，指出在载荷较大时，线性与非线性解之间存在较大差别。
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张维教授指导博士生王安稳在Machnig、Flügge、Sobel之后研究了圆环壳在外压下的屈曲与后屈曲，采用摄动法给出了完整的屈曲与后屈曲的平衡路径，并指出此时后屈曲路径是稳定的；其理论解结果与Fishlowitz的实验结果符合得很好，有关文章为国际理论与应用力学大会（IUTAM）录用。他指导博士生吴怡用路径连续跟踪法研究了完善与有缺陷圆环壳的稳定性，得到了任意边界条件、任意非对称几何初缺陷圆环壳的数值解，还给出了轴压圆柱壳、圆环壳、椭圆形环壳的完善和有初始缺陷的数值算例。
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1.4 旋转薄壳的振动分析
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张维教授指导博士生张若京对“旋转薄壳自由振动的转向点问题”进行了研究。在用渐近方法解旋转薄壳的自由振动问题时，求全域一致有效解十分困难，美、苏等国力学家虽多年致力于此项研究，但始终未获成功。张若京、张维通过放松拉普拉斯积分解法的充分条件，得到了全部8个基本解的全域一致有效的完全渐近展开式，解决了壳体动力学中一个常年悬而未决的困难问题，具有重要的理论意义。在以下两个关键问题上，他们获得了成功：（1）发现并引入三个广义函数族，导出了它们的递推关系、微分关系和渐近表达式，解决了求解比较方程的问题，使得求基本解的高阶近似成为可能。另外，由于得到了以三族广义函数族表示的基本解的一般表达式，就不再需要采用试凑的半逆解法。（2）推广了常规的拉普拉斯积分解法，从而得到了一个可以描述具有分枝点奇性的奇异薄膜解的广义函数族。因为除圆柱壳和球壳外，任何旋转壳的自由振动都存在转向点问题，所以此项研究具有普遍意义。此项研究1992年与同济大学张若京共获国家教委科技进步一等奖。
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1.5 为在我国推广轻型薄壳结构和普及壳体理论做了有益的开创工作
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薄壳是一种受力形式比较合理的空间结构，20世纪50年代张维率先将壳体结构推荐给我国土木工程界。在清华大学焊接车间的设计中，建议采用双曲薄壳结构屋顶，解决了工程设计和施工中的许多问题，实现了跨度大、结构轻的要求。该结构直至2002年5月因建清华第六教室楼拆除前仍很完好。
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20世纪50年代中期，他发起并组织了壳体结构文汇编辑组，出版《壳体结构文汇》，向国内科技界、工程界介绍壳体理论及其发展；1962年他在北京力学会高等材料力学讲习班上讲授他所编著的《壳体理论入门》，深入浅出地向工程技术人员及有关专业的师生、研究人员普及壳体理论知识，受到工程技术人员的欢迎。并著有《壳体结构概论》。
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20世纪60年代起，在他与杜庆华、黄克智教授带领下，在清华大学工程力学数学系结合航空航天、船舶工程、压力容器等诸多工业部门，在锥壳、斜锥壳、加肋柱壳、换热器管板等壳体强度与稳定性分析方面取得很大成就，特别在渐近解、摄动解等方面受到国内同行的广泛赞誉与肯定，培养了一批有较高水平的后继人才。
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张维教授十分重视圆环壳、弯管的工程应用。他指导博士生朱益民在波纹管膨胀节的研究中解决了非对称荷载下的非线性分析以及多层波纹管分析中考虑层间摩擦影响等问题；他指导课题组和研究生、博士生韩祖南等进行了核电站管道系统流致振动及疲劳安全寿命分析的“八五”攻关研究。他提出用环壳作为承受高压的水下密封舱的加强肋，领导课题组并指导博士生王安稳、陈文、陈强、黄剑敏、刘文国等对具有圆环壳加强肋的圆柱壳进行稳定性和冲击破坏研究，后来被列入“九五”攻关项目，以80多岁高龄亲自参与实验设计，不顾酷暑亲自到实验现场指导，使此任务获得比较满意的结果。他还提出建议用圆环壳段作为两种壳体连接的过渡段，以降低耐压舱段中不同壳体连接处的应力集中，经海军工程大学郭日修教授（他的50年代助手）、王安稳教授的研究，取得很好效果。他还曾指导过他早年的研究生赵鸿宾等将半圆环壳用于高速转子的研究，取得很好的成绩。
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二、热爱祖国，为新中国的工程教育呕心沥血
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1944年10月，张维以优异的成绩取得德国柏林高工工学博士学位后，为了掌握祖国工程建设所需的先进技术，通过各种渠道与当时很有名的、为我国小丰满水电站建造大型水轮机的瑞士埃舍尔-维斯机械厂联系，终于获准在1945年9月移居瑞士，在该厂担任了研究工程师，参与了这项设计研究工作。1946年5月，刚刚获悉可以回国的消息后，张维立即商得厂方同意，毅然中止了合同，不等银行存款解冻，带着身边仅有的一点儿积蓄，在中国驻巴黎使馆的帮助下，偕夫人陆士嘉带幼女，从法国马赛港搭船踏上了返回家乡的漫漫旅程。途中历尽艰辛，甚至住过难民营，几经波折终于在1946年6月底回到了魂牵梦萦的祖国。回国后，先后受聘于同济大学、北洋大学，1947年起任清华大学教授，与钱伟长教授分担全校的力学课程，先后讲授过材料力学、高等材料力学、结构力学、弹塑性力学及板壳理论等课程，开始了在我国工程教育园地上的辛勤耕耘。
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1948年12月清华先于北平解放了，张维夫妇如饥似渴地学习解放后的新事物，在清华大礼堂听报告的听众里，经常可以看到这位留学回国的教授在认真地记笔记，他以满腔的热情全身心地投入了开创新中国工程教育事业的工作中。从1951年起直至1991年，他先后担任了繁重的行政、教学与科研管理工作与多种社会兼职，职务经常变动，又经常需要超负荷工作，但他总是不计较个人得失，愉快地服从国家需要，孜孜不倦、一丝不苟、勤勤恳恳、任劳任怨，几十年如一日，把他全部的智慧、学识与精力贡献给他深爱着的祖国。
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1951年，由于院系调整和发展需要，他担任清华、北大、燕京三校建设工程委员会工程处负责人，1954年又任清华大学建设委员会主任，为这几所著名高校的基本建设作出了重要贡献。
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1956年，张维参加制订了我国十二年科学发展规划，并担任水土建组组长和力学学科领导小组副组长。为实现新中国科学技术发展规划、培养高质量的人才，他投入了在清华大学筹建一批新专业的工作。他宽厚的学科基础，娴熟的英、德、俄语，对各学科国际发展最新动态的经常、广泛的了解，使他能够站得高、看得远，从而对清华大学的学科建设与新专业的成长作出了不可磨灭的贡献。他与钱学森、郭永怀、钱伟长、杜庆华一起，1956年在清华大学筹建了工程力学研究班；1958年他又作为第一任系主任，创建了工程力学数学系，他的工作为这个系后来的蓬勃发展奠定了基础。
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1962—1984年，张维担任教育部工科力学教材编审委员会主任达22年之久。在教育部有关部门的支持下，他领导来自全国各高校的有关力学专家，主持制定我国高校中工科力学教学基本要求与大纲，编审了一大批材料力学、理论力学、水力学、结构力学、弹性力学等基础力学教材。他还结合我国实际情况，向国内教育工作者介绍苏、美、英、德等国的教学计划、大纲与教材。特别是在文化大革命以后，他再度担任编委会主任，为恢复工科力学教学秩序，提高教学质量作出了不懈努力。他一贯主张培养高质量的人才基础课是重要环节，基础知识和概念不能错，一旦有错，贻害深远，改正也难。他指出，解放前我国著名理工科大学的基础课一向是由著名教授讲的。仅以清华大学为例，解放前夕，周培源、王竹溪和钱三强都讲过大一物理。那个时代毕业于工学院的校友们返校时，异口同声地称赞当年在校内受到的良好基础教育与日后工作中有所建树有极大的关系。他积极提倡具有丰富教学经验、学术造诣较高的教授到基础课教学第一线并身体力行。文化大革命后，他不顾已届67岁的高龄，仍亲自为一百多名本科生讲授“材料力学”大班课。他讲课思路清晰、深入浅出，注重理论联系实际，经常引用工程实际中的问题让学生思考，一口宏亮标准的普通话，把比较枯燥的力学课讲得生动活泼。他还十分重视培养研究生和中青年教师的工作，即使在他担任十分繁重的行政工作之后，仍长期坚持带研究生和指导中青年教师的工作。经他培养的研究生和中青年教师大都已成为各单位的骨干力量，有的还成为国内外知名的专家教授。他直接教过的学生中已有14人成为科学院或工程院院士。
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1983年广东省决定在深圳特区筹建深圳大学，并向高教部请求聘请张维教授担任校长，经国务院任命，当时他已70高龄仍欣然从命。当年，在广东省高教局陪同下，他与清华、北大校长及筹建小组成员去深圳考察，考察结束后，他代表筹备组提出深圳大学要为深圳发展培养人才服务，同时兼顾回归后香港的人才需求；确定了以工科为主兼顾理科、文科的系科设置；强调深大与内地高校要求上要有区别，课程设置上应强调实用性、开放性，及扩大知识层面，他特别提出要设置有关经济，法律等课程，全面实行学分制，并强调了外语的重要性，尽快与国外大学接轨，以体现特区的特点。他提出学校规划要有前瞻性，要留有发展余地，要有良好的学术文化氛围，校园要建成开放型，学生参与学校管理，设立奖学金、设立勤工助学等制度，学生参与后勤管理，培养学生自强自立精神，减少后勤人员。他的这些正确主张，得到了广东省委的赞扬和肯定，省委书记梁灵光同志当时就称赞张维教授“不愧为全国知名大教授，教育的大行家”。在建校的一年中，张维不顾古稀高龄四次亲赴深圳，直接领导指挥，特别在专业设置、教学设备购买及主要教授的聘请上亲自调查研究、征求各方意见并决策。他不辞劳苦、不避寒暑，多次登门求贤，使许多专家为之感动，从而聘请了童诗白、唐统一、汪坦、李赋宁等一批知名教授担任系主任，把握建系方向及保证高质量，聘请王英杰教授兼任体育顾问。任职期间，他每年有2～3个月全时在深大工作，深入各系各专业了解教学情况，解决实际问题。作为第一任校长，张维教授为深圳大学的创建、发展、改革及上新台阶作出了杰出的贡献，受到了广大师生的广泛好评，留下了历史的功绩。
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改革开放以来，国民经济飞速发展，各方面对人才需求极大膨胀，高等工程教育面临着发展的大好机遇，但同时又非常不均衡，人才奇缺与浪费的现象并存，这是为什么？张维经过分析研究，认为我国解放后，教育事业得到很快发展，但是发展不平衡，他亲自收集资料编制了一张解放前后高等院校分布地图，一目了然地看到教育发达地区始终都集中在沿海，西部相对较少，发展较慢；我国工程教育体系不合理，与工业发展的程度不匹配，对职业教育重视不够，人才的层次不合理加上人才单位所有，不能尽其用，有些工作受过职业教育的人能做的，却由大学生做，造成人才浪费；在高等教育方面，偏重工科发展，而轻文、理、法、农等其他学科发展。为了研究如何形成我国自己的适合经济发展的合理的教育结构，他萌发了研究高等工程教育与国民经济发展的关系的心愿。1995年，他和中国工程院朱高峰副院长建议工程院建立了工程教育咨询项目《工程教育的改革与发展》，组织了16位院士、31位专家参加，张维为总课题负责人之一。他以80多岁高龄，亲自带领工程院、教育部、江苏省教委的联合调查组到江苏开展调查研究，并要求：每调查完一个单位，当天要写出调查报告；调查完一个地区，就马上写好地区的调查报告。他与清华教育研究所合作，并得到教育部、工程院的支持，从研究典型的几个发达国家，如美国、法国、德国、英国等欧美国家经济发展与工程教育发展的历史开始，以找到一些规律。1995年，他不顾耄耋之年，在美国卡尼基基金会的支持下，受普林斯顿大学邀请，在爱因斯坦曾从事过研究的高等研究所工作3个月。这3个月里，他访问了许多知名教授，专心在各大图书馆潜心研究美国的经济发展与高等工程教育发展的历史，收集了大量的一手资料。接着他又访问德国、法国，研究他们的高等教育发展与国民经济的关系，收集了很多历史资料。1997年，在工程院支持下编著出版了有关英、法、德、美、中五国工程教育比较研究的英文版著作《A Comparative Study on the Engineering Education of Five Countries》，该书在国内外都产生了很大影响。1998年5月，经他对每个分报告都逐字逐句认真修改后的工程教育咨询项目报告，以中国工程院的名义呈交国务院，后由国务院转发有关部委与高校。报告所提出的一系列正确主张，对我国今后教育事业的发展有着极其重要的意义，因此，该高等工程教育研究组获得了2000年中国工程院高等教育学会特等奖。十多年来，他还先后在“人民日报”、“科技导报”、“力学与实践”以及在美国、德国等许多国家举行的各种国际学术会议上发表了关于中国与第三世界发展工程教育的十多篇论文，并受芬兰、瑞典、日本、印度及我国香港地区等有关组织邀请做专题报告。为表彰他的杰出贡献，世界工程师协会联合会于2001年9月莫斯科大会上授予他“工程教育优秀奖章”，这是该会第一次设立此项奖章，每四年一次并只授予一人，这是对张维先生一生在工程教育方面所做工作的充分肯定，张先生是当之无愧的。
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