Алексей Антонович Ильюшин // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1, Математика. Механика.
C. 63-65.
Алексей Антонович ИЛЬЮШИН
(20.01.11-31.05.98)
Ушел из жизни А.А. Ильюшин -- выдающийся русский ученый, крупнейший механик-естествоиспытатель ХХ века, идеи и научные открытия которого оказали существенное влияние на формирование современного научного мировоззрения, становление и развитие научных направлений и школ в основных областях теоретической и экспериментальной механики деформируемых сред.
Напомним основные вехи жизненного пути А.А. Ильюшина. Он родился в Казани,
окончил там среднюю школу и поступил на физико-математический факультет
Казанского университета. В 1930 г. перевелся на физико-математический
факультет Московского университета; после его окончания в 1934 г. по
специальности аэродинамика был принят в аспирантуру Института механики МГУ.
В январе 1937 г. защитил кандидатскую диссертацию, а в октябре 1938 г. --
докторскую по физико-математическим наукам. С 1938 г. А.А. Ильюшин --
профессор, а с 1942 г. до последних дней своей жизни -- заведующий кафедрой
теории упругости МГУ. В 1943 г. избран членом-корреспондентом Академии наук
СССР, в 1947 г. -- действительным членом Академии артиллерийских наук МВС
СССР. С 1950 г. по 1952 г. был ректором Ленинградского университета, с 1953 г.
по 1960 г. -- директором Института механики АН СССР. О богатом событиями
периоде своей деятельности вплоть до 60-х годов А.А. Ильюшин поведал в
очерке ``Динамика'' (Вестн. Моск. ун-та. Матем. Механ.
) --
замечательном эссе, исполненном с некоторой грустью и легким юмором
умудренного жизнью и опытом мыслителя.
Научное наследие А.А. Ильюшина велико и многогранно, однако основным вкладом в механику, по оценке самого Алексея Антоновича, являются его исследования по пластичности в самом общем понимании этого термина. Теория малых упругопластических деформаций (40-е годы), общая математическая теория пластичности (50-60-е годы), теория упругопластических процессов и термодинамика МСС с мерами необратимости и повреждаемости (70-80-е годы) -- основные вехи этого научного поиска.
Теория малых упругопластических деформаций (теория пластичности при простом нагружении) была создана в связи со ``снарядным голодом'', который испытывала армия к концу 1941 г. Анализируя существующие методики расчета на прочность артиллерийских снарядов и нормы их приемки, А.А. Ильюшин выявил очевидное противоречие: все расчеты велись методами теории упругости, а военная приемка на заводах -- по наибольшей остаточной (т.е. необратимой, пластической) деформации у ведущего пояска. Деформация допускалась малая (несколько предельных упругих). Стала очевидной необходимость теории, учитывающей этот факт. Такая теория для процессов простых нагружений была создана; теория подтверждается экспериментом, поэтому дает физически достоверные результаты расчетов. Теорема о простом нагружении, устанавливающая достаточные условия осуществления в каждой точке тела простого нагружения, теорема о разгрузке и метод упругих решений завершают построение теории. Новые методики расчетов и проектирования снарядов, подкрепленные натурными испытаниями, позволили существенно упростить технологию их изготовления и ликвидировать ``снарядный голод''.
Цикл работ по пластичности при простых нагружениях с приложениями к проблеме устойчивости пластин и оболочек за пределом упругости удостоен Сталинской премии I степени. Эти исследования обобщены в монографии ``Пластичность'' (1948 г.), которая до сих пор является настольной книгой для научных работников и инженеров. Теория малых упругопластических деформаций, ставшая основным математическим аппаратом расчета на прочность, деформируемость и устойчивость конструкций, сооружений и машин за пределом упругости, широко используется в инженерной практике у нас и во многих странах мира.
Построение теории пластичности при произвольных сложных нагружениях потребовало принципиально новых для МСС понятий, определений, постулатов. А.А. Ильюшин сделал это введением пятимерных векторов малых деформаций и напряжений, построенных на основе соответствующих девиаторов. В пятимерных пространствах годографы этих векторов определяют траектории деформаций или напряжений; в совокупности это составляет образ упругопластического процесса в точке деформируемого тела. Параметры внутренней геометрии траекторий деформации или нагружения, прежде всего кривизна, сравниваемые со следом запаздывания -- новой устанавливаемой из опыта механической характеристикой материала, -- определяют меру сложности процесса. А.А. Ильюшин сформулировал основное положение теории -- постулат изотропии (пятимерных изображающих пространств): связь векторов напряжений и деформаций определяется только внутренней геометрией траекторий, откуда следует знаменитая пятичленная формула. Вместе с другими постулатами: макроскопической определимости и пластичности, а также принципом запаздывания -- это составляет основу современной теории построения определяющих соотношений в механике сплошных сред и по своей значимости сравнимо с созданием О. Коши и Д. Пуассоном основ теории упругости.
Постулат изотропии отличен от традиционных принципов механики и имеет смысл принципов симметрии, свойственных современной физике; он выявляет функциональный характер соотношений между напряжениями и деформациями при произвольных сложных нагружениях. Вместе со свойством запаздывания он определяет теорию эксперимента, в соответствии с которой под руководством А.А. Ильюшина была создана принципиально новая машина класса СН; теперь такие машины стали естественным средством экспериментального исследования пластичности. Итог работ этого периода подведен А.А. Ильюшиным в монографии ``Пластичность'' (1963 г.).
Процессы развитого формоизменения (вязкопластические течения, технология обработки давлением, ползучесть) привлекли внимание А.А. Ильюшина в конце 30-х годов. Он разработал общую теорию соотношений ``напряжения-деформации'', постановки и методы решения задач; исследовал процессы тепловыделения, сформулировал и обосновал принцип минимума мощности работы вязкопластических сил; ввел понятие устойчивости процесса вязкопластического течения, которое было использовано в теории ползучести. Было предсказано теоретически и экспериментально подтверждено возникновение застойных зон при течениях пластических жидкостей. Эти результаты находят применение в нефтепромысловой технике, при расчетах и прогнозировании поведения грунтовых масс и растворов.
В 50-х годах А.А. Ильюшин в общем виде сформулировал задачу пластического течения металлов в приложениях к процессам обработки давлением. В развитой теории учитываются влияние скорости и степени деформации, переменные температурные поля и возможность образования ``зон отвердения''; введен специальный вариационный принцип. Исследованы условия подобия пластических течений и сформулированы правила моделирования; установлена аналогия с теорией малых упругопластических деформаций. Разработана теория течения тонких слоев металла по поверхностям тел инструментов, которая нашла применение при анализе и проектировании технологии тонколистовой прокатки, штамповки и прессования ребристых панелей.
Существенный вклад внес А.А. Ильюшин в исследование динамического взаимодействия деформируемых тел и сред. В 50-е годы он изучает взаимодействие волн, возбуждаемых взрывом, и упругопластических конструкций, сооружений, массивов; разрабатывает методы моделирования этих явлений; создает линейный ускоритель, на котором экспериментально изучаются характеристики воздействия мощных взрывов на преграды, а также параметры взрывов на выброс. К этому же периоду относится и установленный А.А. Ильюшиным закон плоских сечений в аэродинамике больших сверхзвуковых скоростей, который пространственную задачу обтекания удлиненного тела или тонкого профиля сводит к двухмерной. Одно из следствий этого -- метод аффинной модели: возможность экспериментально изучать параметры обтекания при скоростях потока, заметно меньших, чем в натуре. Другое следствие -- постановка задачи аэроупругих колебаний пластин, в частности, создание теории панельного флаттера. Гипотезу плоских сечений А.А. Ильюшин распространил на пластические твердые среды, что открыло новые возможности для изучения процессов высокоскоростного внедрения и проникания твердых тел.
Большой цикл работ А.А. Ильюшина относится к механике вязкоупругих материалов. В них на основе постулата изотропии построены квазилинейная теория вязкоупругости и главная квазилинейная теория, содержащая только однократные интегралы по времени, хорошо согласующаяся с данными экспериментов. Исследована термодинамика вязкоупругих сред, развита теория термовязкоупругости. В пределах линейной вязкоупругости предложен метод аппроксимации для решения сложных задач на основе линейной теории упругости; разработаны и реализованы методы изучения свойств вязкоупругих материалов (полимеры, пластмассы) в условиях сложного нагружения. Созданы математические основы длительной прочности и разрушения материалов твердых тел; введен тензор повреждений и дана теория их накопления, определены меры поврежденности и критерии разрушения; выявлена роль моментных напряжений, предложены критерии прочности при произвольных нагружениях.
Глубокие и разносторонние теоретические исследования А.А. Ильюшина органически сочетаются с экспериментом и техническими приложениями. Как отметил академик Л.С. Лейбензон, ``он представляет счастливое сочетание проникновенного теоретика, прекрасного конструктора и искусного экспериментатора, проникающего в самую сущность исследуемых им технических проблем. Он обладает искусством облекать явления природы в математические символы''. Помимо отмеченных выше А.А. Ильюшиным выполнено немало конкретных исследований в помощь промышленности и технике, в частности для оборонного комплекса. Ряд его предложений был внедрен в практику конструкторских бюро и производственных предприятий; он являлся научным консультантом в организациях промышленности и новой техники. За заслуги в развитии науки А.А. Ильюшин награжден тремя орденами Трудового Красного Знамени, орденом Красной Звезды, двумя орденами ``Знак Почета'', орденом Октябрьской Революции и медалями.
А.А. Ильюшин в течение 56 лет руководил кафедрой теории упругости Московского университета. Его лекции, нестандартные, отличавшиеся глубиной мысли и богатством идей, яркие и эмоциональные, оставляли неизгладимое впечатление у слушателей. Им созданы новые уникальные курсы: сопротивления материалов (издан в 1958 г., переведен в США, Китае, Польше); теории упругости и пластичности; механики сплошной среды (последнее издание в 1990 г.). На научно-исследовательском семинаре кафедры, которым А.А. Ильюшин руководил как Учитель в лучшем и благородном смысле этого слова, выкристаллизовались многие из новых научных идей, о которых говорилось выше; из него выросло не одно поколение исследователей, составляющих теперь замечательную школу механиков-прочнистов.
Яркая творческая и гражданская жизнь А.А. Ильюшина -- это пример беззаветного служения Науке во имя Истины и на благо Отечеству. Светлый образ Алексея Антоновича навсегда сохранится в памяти его коллег, учеников и последователей.
