2021年5月22日16：20，由西安建筑科技大学力学技术研究院（IMT）开展的力学家访谈，在腾讯会议线上进行。本期访谈的嘉宾是南非科学院院士、力学技术研究院院长、首席科学家孙博华教授。
力学家访谈源于对力学家的致敬，希望以访谈的形式请他们分享自己的学术成果、科研心得、新思想，以此激励学生的科学研究激情。采访内容如下：
线上访谈掠影
问：通过学习弹性力学引论（作者：武际可、王敏中、王炜）发现变形协调条件可以转化成不协调张量Q为零，这个也适用于环壳结构吗？对于不协调张量 Q=rot(rotΓ)T=0 ,为应变张量，这个不协调张量在几何上是如何解释的？
答： 对于连续体，连续条件是必须满足的。对于小变形，这个连续协调条件就是上式。但是对于大变形有更一般的表达式，单连通的情况下，连续协调条件应写为变形梯度张量的旋度为零 curl(F)=0 ; 对于多连通体，除了上面的条件还需要加上在有孔的变形梯度张量的围道积分为零。 壳体是连续体的一种，显然也需要满足连续条件。变形协调条件本质上就是连续条件。
问：环壳方程经过复变量变换后难以直接求解，请问您是通过何种方式处理基础模型获得近似解，所得结果具有怎样的理论和实践意义？
答：任何一个问题，不同的人因为知识结构，创新能力不同，导致解决问题的手段不同。比如关于环壳轴对称小变形的控制方程组是的六阶的，可以通过简化得到解析解。从实际解决问题得角度看，如果不进行简化能解决问题也很好。我倡导一种研究科学问题得方法，遇到一个问题，首先要用尽手段解决问题。在解决问题之后，可以继续探索更好的解法，不同的解法有不同的“优缺点”，重要的是要对结果分析去发现不同的物理规律。
问：近年来，环壳作为基本结构构件在许多重要工程中得到了一些应用，那么环壳结构在未来的运用与推广可能面临怎样的机遇与挑战？
答：环壳作为一种基本构型，研究的价值不会消失。我所研究的只是环壳的轴对称小变形问题，其他问题还需要继续求解。比如：承受冲击荷载、爆炸荷载时的情况；不完整壳体或组合结构；考虑材料不均匀性。环壳是公认的比较难求解的类型，我研究的是经典问题，如果要继续研究，可以考虑振动、屈曲压溃的问题。
问：薄壳和厚壳或者变截面壳体的计算模型有和不同？
答：通常把是否考虑剪切壳分为薄壁壳和厚壳。薄壳不考虑剪切，厚壳考虑剪切。变厚度壳在厚度不大的范围内可以认为是薄壳。不同模型所对应的位移模式不同，在同样荷载和边界条件下，薄壳偏硬，厚壳偏软，即用薄壳模型计算得的位移更小。
问：环壳方程具有变系数的特点，求解一致收敛解十分困难。请问孙老师，随着计算机数值模拟能力的提高，这对环壳的研究发展会带来哪些机遇呢？
答：计算机的发展对于求解各种问题包括力学问题都有巨大的帮助。通过我的报告你会发现，早期的研究者遇到的最大问题就是求解，大多数情况下，模型已经建立，方程也早已推导出。有了计算机，就要利用人类最新的研究成果，不能还停留在100年前的思维模式里。其次，利用计算机或软件一定要主动不能被动，要能对计算结果做出解释。所以学习理论知识也是很重要的。要注意使用软件和理论修养二者间的辩证关系。
问：环壳对于初学者来说是晦涩难懂的，您对环壳研究造诣很深，针对环壳的学习您有什么建议吗？
答：钱伟长曾说：环壳方程复杂求解不易。环壳只是一种几何形状，和柱壳、球壳并没有本质区别。所以学习者先要树立一个观念：环壳并不难。如果非说难点的话，环壳的控制方程比较复杂，方程求解很困难。
问：您在张维先生身边学习的那段时光里有没有什么关于张维先生的令人印象深刻的事吗？
答：我1989年6月至1991年7月在清华大学工程力学系跟随张维院士做博士后研究，是弹塑性和计算力学教研室的第一位博士后。那时张先生已经年事已高。在我们那个求学时代，老一辈的先生和研究生见面的时间一般非常少的。虽然我们见面时间少，但是一些聚会的经历和他说话做事的许多特点还是令我印象深刻。在聚会时最深刻的事莫过于每年春节前到张先生家里聚餐的传统，张先生住在清华大学最好的公寓（十公寓14号），是二层楼的联体别墅隔壁邻居有曾任清华大学副书记的刘冰先生（曾任甘肃省委书记）和曾任张先生助教的何东昌（曾任教育部部长）。传统聚餐时张先生在京的所有学生一般都会来，大家一起包饺子，各忙各的，再配一些熟食、凉菜、啤酒等，很快就完成了一顿饭。吃饭时，学生和张先生围坐在一起，汇报自己一年的主要工作，听张先生的教诲，其乐融融。一个印象是张先生在清华大学的各部门都有很高的声望，比如我去某个部门去办事，张先生一般给我写个字条，只有看到字条，相关人员就会非常热情，不管是在科研教学部门还是在后勤部门，可以体会大家都非常尊重张先生。其次，我感觉张先生很“护犊子”。他做事谨慎，一般只会给自己的学生写推荐信，或者是清华大学组织上请他给一些需要申请出国的年轻教师写推荐信，比如早期申请德国洪堡奖学金的都需要有博士学位，但由于文革的影响其实大家都没有博士学位，学校就请张先生用德语写推荐信。现在这些获得洪堡奖学金的老师都是各领域的领军人物，也很感激张先生的提携。另外，张先生在学术上的思维非常开阔，站位高，能清楚地给别人讲明事物。因为张先生是工程师出身同时数学修养非常好，手绘图的能力非常出众，比如他曾给我讲环壳在潜艇耐压壳体结构的一个应用时就顺手绘制了一个示意图。张先生是老北京人，京腔京润，洪亮清晰，至今难忘。
撰稿人：黄 英
审稿人：宋广凯
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