固体力学教授赵兴华(方 铭 李建华)

源远流长

江阴市暨阳名贤研究院

　　上海大学教授，博士生导师。美国普渡大学访问教授，享受国务院政府特殊津贴专家。曾任上海市应用数学和力学研究所副所长，中国力学学会理事，河南省力学学会副理事长。曾任河南省政协委员，上海市政协委员。

曾获国家科技进步二等奖1项，部、省级科技进步奖7项，发表论文80余篇。曾解决了大型水轮发电机组越造越大的关键技术瓶颈问题，研制成功新型的液压式推力轴承；在20世纪80年代，推广和研制了大型结构分析有限元软件，有力地推动了我国利用计算机软件，分析和解决工程力学问题；在用固体力学理论解决力学难题上，取得过若干新进展。

家庭教育和中小学时代

　　赵兴华1939年12月24日出生在华士一个普通工人家庭。祖上曾是书香门第，曾祖父是坊前村秀才，伯公赵士廉是前清举人。到他祖父时，科举已废，祖父就当了私塾先生。父亲赵锦文3岁亡母，12岁丧父，是在华士由外婆带大的。小学只读了5年，便到无锡当店员。新中国成立后成为工厂职工，当了科长，曾是1958年无锡市先进工作者。

其父天资聪颖，从小好学、能干。由于一直在商业文化发达的无锡工作，接触西方文化，见多识广，眼界比较开阔。其父经常教导子女要勤奋好学，要读好书，学好本领，靠业务、靠技术才能立足于今后的社会，才能有前途、有出路。他要求子女成为干实事的人，对社会真正有用、有贡献的人。他不希望自己子女去从政当官，但要求子女有上进心，踏踏实实地做好本职工作。 

由于其父亲的出身和影响，赵兴华4岁就上了小学，16岁进了大学。在家庭经济拮据，生活十分困难的境况下，其父始终竭尽全力，支持他走完了漫长的读书求学之路。 

赵初进小学，年幼好玩，成绩一般。经父督促，才勤奋好学。进入龙砂初中，开始名列前茅，保持优秀。初中三年，打下了他一生良好的学习基础。给他影响最大的老师是吴维哲老师和王步春校长。吴的启发式教学，尽量用生活中的现象，提问和讲解物理、化学问题，让学生思考、回答。这极大地调动了学生的学习积极性、观察外部世界的好奇心，无形中培养了学生的研究精神。王步春校长讲的世界地理和历史，仿佛给生活在小镇上的学生一下打开了世界的大门。原来世界竟有那么大! 历史又是那么悠久!那么丰富多彩!让学生有了想走出去，闯荡天下的欲望；无形中拓展了学生的人生境界。1953年，赵考取江苏省立南菁中学（图1）。

南菁历史悠久，师资力量雄厚。教数学的钱本老师，教历史的藏云甫老师，教英语的何吉人老师，都是有口皆碑的名师。南菁许多毕业生，日后所以能取得较大的成就，都得益于他们的精心教导。

赵感到在南菁，钱本老师对他日后的研究影响最大。钱本老师聪明睿智，思路敏捷，教学生动。常常提出各种疑难问题和伪问题，让学生思考、判断，从各个角度进行分析，精心培养学生的逻辑思维能力，和分析问题与解决问题的能力。同时，又设法拓宽学生的数学视野，鼓励学生给《数学通报》投稿，这实际都是在培养学生的科研能力。钱可以说是中等学校里，数学名师中的佼佼者。南菁不少学生能考上名牌大学，在科学研究中能做出成绩，都与他当年的教学有关。

1953年刚考入南菁中学时8位龙砂初中同学合影

前左起：陶卓良 赵国庆 李邦达 赵兴华

后左起：孟整玮 郁忠强 承洪发 陈企萍

清华20年

　　1956年赵兴华进入清华，开启了人生新的征程。

清华环境优美，名师荟萃，拥有全国一流的教授、学者。一个来自社会下层的子弟能来到清华，能在如此优越的条件下学习，赵内心深处，深深地感谢祖国，感谢人民对他的培养，心想学成后，一定要好好报效祖国。

赵是被清华取分最高的电机专业录取的。班上同学都是各地的学习尖子，都勤奋好学。大学第一年，是在紧张、愉快、有序的学习氛围中度过的。随后经历了整风反右、十三陵水库的劳动锻炼、1958年的教育革命，清华师生极大地提高了社会主义的思想觉悟。

1959年秋，学校从全校大三学生中，按政治和业务标准选拔部分同学充实基础课教研组。赵被选入“力学师资培训班”，改学力学，毕业后留清华当力学教师，并让赵当班长。

在接着的技术革命运动中，赵参加研制求解双调和方程的“电模拟计算机”。该机由几百个元件组成，用以解弹性力学问题。原是两个研究生没有搞成的项目。赵接手后，通过刻苦攻读相关理论，反复思考琢磨，采取提高元件精度，控制误差，元件焊成口字形小模块，采用模块化、集成化的思路，灵活拼装，最后研制成功。

在电子计算机还未出现和普及前，这种思路一般是不易想到的。研制的成功，产生很大反响，清华基础课便当成当年较大的科研成果，上报学校。于是赵被学校评为“清华技术革命积极分子”。

以后两年，由钱伟长教授，单独给他们25人讲授《高等材料力学》《应用数学》《弹性力学》。此时钱已被定为清华最大的右派，已免除一切职务。

钱是赵遇到的第三位良师。钱当年在美国火箭专家冯•卡门手下工作时，接触的是当代最前沿、最新的力学和数学知识，比国内明显高一层次。

在20世纪40年代以前，解决桥梁和建筑设计的结构力学、材料力学，都是建立在经验假设基础上的，理论不完备，不严密。而且只能解一根杆和梁的问题。而钱先生50年代写的《弹性力学》，已建立了完备严密的理论体系，可以解一切形状物体的固体力学问题。但要想求解这15个偏微分方程，却异常地困难。钱讲的《应用数学》，则正是对这些方程，提供了许多实用、新颖的解法。这样，就有可能使许多工程问题能得到近似的解。

正因为此，在1950年代，钱的这两门课广受欢迎，为解决复杂的工程问题开启了大门，也为赵打下了力学的基础。赵是班长，在与钱先生联系课程之事时，常带上一些问题请教，钱都欣然作答。特别是毕业设计时，当赵发现外文书上公式有错，总怀疑自己的错。经钱校核，确认是书上有错，钱指出：“对论文和书本上的东西，都应质疑，不能迷信。一旦发现有错，就是新的研究的开始。”从此，这句话便深深地印在赵的脑海里。

1961年毕业时，赵被清华评为全校23位优秀毕业生之一。经严格考试，成为1960年代清华首批招收的40名研究生之一。师从教研组主任张福范教授（钱因右派，当时不让招）。

1962—1964年，赵完成基础理论的研读，并与张先生完成“承重预制板墙的应力分析”，在《清华大学学报》《土木工程学报》发表论文各1篇。

1964年，哈尔滨电机厂承接了国家重点工程——刘家峡水电机组的生产任务，急请清华研制机组的关键部件——液压式推力轴承弹性油箱。

水轮发电机组是由发电机、推力轴承、水轮机组成。推力轴承要承受直径20多米、几千吨重的转动部分，压在它上面平稳地转动，不发生摩擦烧瓦，这是非常不容易的事。这是制约机组越造越大，难以克服的技术瓶颈。

清华以赵兴华为主的团队，在“文化大革命”期间，利用液体的不可压缩性和联通器原理，以及波纹钢壳的变形功能，与哈电厂一起，研制成功了一种新型的液压式推力轴承，攻克了上述技术难关。在1975年，又研制成功了长江三峡葛洲坝水电站的推力轴承，达到世界领先水平，彻底解决了制约水轮发电机越造越大的这一关键技术问题。

此项成果目前已广泛应用于我国金沙江、澜沧江、雅砻江等特大型水电站上。中央电视台曾在《大国工匠》纪录片中做了报道。

1976年4月，因解决夫妻两地分居关系，赵调往机械部郑州机械科学研究所工作。

在郑州机械科学研究所十年

　　郑州机械科学研究所属机械科学研究院，是力学科研项目的归口单位。

由于燃气轮机叶轮必须进行预应力处理，南京汽轮机厂就提请郑州所解决叶轮的弹塑性应力分析问题，这是赵到所后接的第一个课题，这是力学上当时无解的难题。查文献，发现国外随计算机和有限元的出现，似乎有一线希望。于是5月开始，赵自学计算机和有限元知识，阅读文献，进行理论研究，编程序和上机调试。1976年10月，终于研制成功国内第一个弹塑性有限元分析软件，解决了南汽厂的问题。

飞机零件和深潜器件必须高压锻造，才能使用。国家让第二重型机器厂建造一台国家重器“6.5万吨模锻水压机”。1977年，二重厂初步设计机型后，请郑州所进行整机强度分析。于是郑州所由赵和李鸿宝，研制了板、梁组合结构，带接触滑动分析的有限元软件，完成了二重厂的任务，这一软件也是国内首创。上述两课题的论文，发表在《机械强度》上。

1978年4月加籍华人，核能和力学专家徐泰然教授，应邀来华讲学，机械部副部长陶亨咸院士负责接待。听讲的有中国科学院、清华、北大，核能所、郑州所等单位近100人。头天讲完讨论后，陶听取徐教授的反映。徐认为在座没有几个听懂他讲的（其时，许多单位因“文化大革命”，业务还未恢复正常），只有与赵讨论较深。于是陶部长立即了解赵的情况。一听是清华研究生毕业，又是钱伟长的学生，外国人一夸，就像部里发现了人才。当晚就找赵谈话，要赵以后陪同接待徐教授。并表示，今后赵到部里可直接找他，他有事也将与赵商量。随后几天，赵就陪同接待徐教授，最后在人民大会堂一起受到国务院方毅副总理的接见。

“文化大革命”耽误科技发展10年。如今打开国门，发现世界已完全变了。随着计算机、有限元和工程软件的迅猛发展，解放了人的大脑，一场新的工业和技术革命已经到来。过去力学上一些难解的问题，20世纪60年代工程上解决不了的难题，现在利用软件已都能解决。

必须奋起直追，才能赶上世界先进水平。此时，赵就想方设法寻求得到解决力学问题的国外软件。1979年6月，先是得到美籍华人赠送给五机部的SAP5结构静、动力线性分析软件。1981年初，又花2万美元，从美国引进80年代正在研制的、大型结构非线性分析软件ADINA，得到了源程序。

随后，赵与北大曲圣年组成郑州所、北大联合团队，分析解剖了SAP51万多条语句的源程序。之后赵又单独组织郑州所团队，解剖分析了ADINA5万多条语句的源程序。他们艰苦奋战，解剖程序的数据结构和模块，消化源程序，倒推出公式和各种算法，纠正程序中错误，并与所用计算机匹配，装机算题。最后编出理论讲义，办班讲课，并辅导学员上机算题。

1979年11月，在沈阳首办SAP5班。1983年3月，在北京首办ADINA班。让各研究所、各工程单位、各大厂，凡是过去解决不了的力学问题，都拿来上机计算，考核软件，结果大获成功，解决了斜拉桥、坦克车、曲轴、矿山共振筛、水压机横梁、客车车身等力学分析，以及零部件弹塑性分析、热应力计算、大变形计算等，在工程界、学术界引起了轰动。使人看到了计算机和工程软件对解决工程问题的巨大威力，各地纷纷要求办班。随后就在北京、杭州、郑州、厦门、西安、武汉、上海、哈尔滨等地，举办了SAP5班和ADINA程序讲座，讲课半个月，很受硕士、博士、大学教师和工程技术人员的欢迎，最多的一期，竟有190个单位210人听讲。

　　在此基础上，1984—1986年，赵又带领团队承接了国家“六五”重大课题，在ADINA/ADINAT软件的基础上，扩充了软件的单元库、材料库，增加了断裂力学、接触问题和动力子结构等新的功能，研制成功了机械部的大型结构分析程序系统，完成了从引进消化，到自主创新发展。以上这些工程软件，便成为20世纪80—90年代解决我国工程界力学问题的强有力武器，有力地推动了我国工程界，利用计算机软件进行工程问题的分析。

在郑期间，受陶部长委托，赵协助机械院，1978年9月举办了中国机械工程学会、中国航空工程学会、中国造船工程学会在蚌埠联合召开的强度会议。这是“文化大革命”后第一次大型学术大会，盛况空前，500多人参加。

1981年5月，中国机械工程学会、中国力学学会、中国数学学会在合肥联合召开“中、美、英有限元专家报告会”，邀请国外6位有限元权威、国内6位专家做报告。这是“文化大革命”后在国内召开的第一次大型国际学术会议。各大学、科研机构和工程单位纷纷派人听讲，多达500多人参加。赵是会议学术方面的组织者。报告会后，方毅副总理在人民大会堂接见全体专家并座谈，随后在人民大会堂设宴招待。赵随同参加。

1980年初，机械部科技司司长刘焕邀请赵给机械部周建南部长、副部长、司局长、处长、科长等国家干部和工作人员，作为一次业务学习，介绍计算机软件对机械工业的冲击和影响。

相似的内容，赵也在国家科委，给科委副主任赵东宛和司局长等各级干部讲了两次。

因1978年，赵被中国力学学会增补为理事。在河南期间，1983年赵筹建了河南省力学学会，任常务副理事长，并与邻省在1984年组织召开了中南、西南9省力学学术会议在1986年召开了北方7省市力学学术会议。

1978年赵被评为工程师，任研究室主任。1982年评为高级工程师。

1981年起任河南省政协委员。

在上海大学期间（1987—2000）

　　钱伟长教授到上海办上海市应用数学和力学研究所急需人才，赵因岳父在上海，需要照顾。1987年，钱向上海市委打报告引进赵。

赵兴华到上海后，任上海市应用数学和力学研究所副所长，配合钱伟长所长工作。1989年，评为上海大学教授、博士生导师，带硕士、博士、博士后，讲《线性与非线性有限元》，指导研究生搞科研、写论文。

朱镕基在上海当市长时，为振兴上海，提出要发展14项重点工业，即大飞机、核电站、集成电路、汽轮发电机组……为了解决制造中的关键技术，组织上海市大专院校、科研单位结合项目科技攻关。

在与交大、同济、中国科学院等竞争中，赵争取到3个子项目、即大型锅炉汽包高温高压下热应力分析和软件研制、大型锅炉水冷壁热应力分析和软件研制、60万千瓦汽轮发电机转子电磁强度软件研制。

1989—1993年，赵带领学生完成了3项研究，从而保证了上海电机厂、上海锅炉厂顺利地将产品出口到国外，其中电磁场软件是国内首创。

1994—1996年，赵兴华作为访问教授，赴美与美国工程院院士普渡大学陈惠发教授一起进行“美国国家科学基金”项目“混凝土微观力学的研究”，研究混凝土卵石、砂浆和两者结合层之中的微观应力分布，以及卵石、砂浆和结合层与混凝土整体弹性模量的关系，这项研究是研制高强度混凝土的理论基础。赵在美不到2年，在ASCE J. Eng. Mechanics，Composites Part B，Computers & Structures等美国核心刊物上，发表6篇论文，解决了其中的基本理论问题。

赵著有：《线性与非线性有限元》。

译著： 《ADINA/ADINAT使用手册》。

在国内外核心期刊上，发表学术论文80余篇。

1980年起，担任《应用数学和力学》《机械强度》《计算结构力学及其应用》《计算力学学报》《上海力学》Applied Mathematics and Mechanics等杂志的编委。

历年来的获奖情况如下：

1961年获清华大学优秀毕业生奖章。

1992年获国务院政府特殊津贴。

1985年“大型复杂结构弹性静力动力分析程序（SAP5）”获国家科学技术进步奖二等奖。

1981年“多波纹弹性油箱设计及加工工艺研究”获黑龙江省优秀科技成果二等奖。

1984年“ADINA/ADINAT程序的装机、消化、应用、推广”获机械工业部科技进步奖二等奖。

1984年“6.5万吨多向模锻水压机强度研究”获机械科学研究院科技进步奖二等奖。

1987年“机械结构分析程序系统”获国家机械工业委员会科技进步奖三等奖。

1992年“超临界参数机组锅炉关键部件的强度和安全分析” “卧式冷却器及机座的强度及振动分析”“汽轮发电机调峰能力分析”3项，都获上海市科技会战振兴奖三等奖。

1993年 获上海市科技结合生产，重点工业项目科技攻关先进个人。

1998年任上海市9届政协委员。

赵兴华2000年退休后，曾整理岳父——著名翻译家毕修勺先生的手稿，出版了法国左拉小说13部，以及2部传记和1部哲学译著，主编出版了《翻译家毕修勺》《翻译家毕修勺画传》。此外还著有江阴赵氏宗族史：《江阴赵氏源流》和《宋初疑云与汉王元佐》。

爱人蔡碧濂（1938—2007）， 浙江临海人，1961年清华大学毕业。上海先锋电机厂副总工程师，教授级高工，上海电机集团专家组成员和顾问，上海市三八红旗手。

本文摘自2022年3月江苏人民出版社出版的《菁苑之华一一南菁学子风采录(上册)》