К 90-летию со дня рождения Алексея Антоновича Ильюшина
(20.01.1911--31.05.1998) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1,
Математика. Механика.
C. 68-70.
К 90-летию со дня рождения
АЛЕКСЕЯ АНТОНОВИЧА ИЛЬЮШИНА
(20.01.1911--31.05.1998)
Три года без малого отделяют нас от момента, когда ушел из жизни А.А. Ильюшин -- выдающийся русский ученый, идеи и научные открытия которого оказали существенное влияние на формирование научного мировоззрения в различных областях теоретической и экспериментальной механики деформируемых сред.
Талант исследователя, способного глубоко проникнуть в существо исследуемых проблем, искусство ``... облекать явления природы в математические символы'' (Л.С. Лейбензон) проявились у Алексея Антоновича сразу же по окончании механико-математического факультета МГУ (1934): в 1935 г. на Всесоюзной конференции по пластичности он выступил с докладом ``К вопросу о вязкопластическом течении материала'', в 1937 г. защитил кандидатскую диссертацию, а в октябре 1938 г. - докторскую по физико-математическим наукам. С 1938 г. он -- профессор, а с 1942 г. до последних дней своей жизни -- заведующий кафедрой теории упругости МГУ. В 1943 г. А.А. Ильюшин избран членом-корреспондентом Академии наук СССР (РАН), в 1947 г. -- действительным членом Академии артиллерийских наук МВС СССР (ныне РАРАН).
Научное наследие А.А. Ильюшина многогранно, однако основным вкладом в механику, по оценке самого Алексея Антоновича, являются его исследования по пластичности в самом общем понимании этого термина. Теория пластических течений (конец 30-х, 50-е годы), 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) -- этапы этого уникального научного поиска.
Анализируя имевшиеся к середине 30-х годов теоретические и экспериментальные результаты, А.А. Ильюшин пришел к выводу о том, что металлы (по крайней мере при повышенных температурах, при заметных скоростях нагружения, а особенно при динамических нагрузках) обладают свойствами как пластичности, так и вязкости. В развитие этой идеи он построил соотношения ``напряжения-деформации'', сформулировал и обосновал принцип минимума мощности вязкопластических сил, дал постановки и методы решения задач, ввел понятие устойчивости процесса вязкопластического течения, теоретически предсказал возможность возникновения застойных зон.
В 50-х годах А.А. Ильюшин в общем виде сформулировал задачу пластического течения металлов в приложениях к процессам обработки давлением. В развитой теории учитывается влияние степени и скорости деформации, переменные температурные поля и возможность образования ``зон отвердения''; введен специальный вариационный принцип; исследованы условия подобия и установлены правила моделирования; разработана теория течения тонких слоев металла по поверхностям тел инструментов.
Теория малых упругопластических деформаций была создана А.А. Ильюшиным в связи с проблемой прочности снаряда при движении в стволе орудия. Нормативными документами допускалась небольшая (несколько предельных упругих) остаточная, т.е. пластическая, деформация, однако все расчеты велись методами теории упругости. Очевидное противоречие разрешилось разработкой теории, которая вместе с теоремами о простом нагружении и разгрузке и методом упругих решений составила мощный аппарат для исследования на прочность, деформируемость и устойчивость конструкций, сооружений и машин за пределом упругости. Цикл этих работ А.А. Ильюшина удостоен Сталинской премии I степени; они обобщены в монографии ``Пластичность'' (1948).
Теорию пластичности при произвольных сложных нагружениях А.А. Ильюшин создал на принципиально новых для механики сплошной среды (МСС) понятиях и идеях. Он ввел пятимерные векторы малых деформаций и напряжений, построенные на основе соответствующих девиаторов. В пятимерных пространствах годографы этих векторов определяют траектории деформаций и напряжений; параметры внутренней геометрии этих траекторий, прежде всего кривизна, сравниваемые со следом запаздывания -- новой устанавливаемой из опыта механической характеристикой материала, -- определяют меру сложности процесса. А.А. Ильюшин сформулировал основные положения теории: постулат макроскопической определимости, постулат пластичности, постулат изотропии и принцип запаздывания; эти фундаментальные идеи не только предопределили мощное развитие новых направлений в исследованиях самой пластичности, но и составили основу современной теории построения определяющих соотношений в МСС.
Постулат изотропии вместе с принципом запаздывания определяет теорию эксперимента, в соответствии с которой под руководством А.А. Ильюшина была создана принципиально новая испытательная машина класса СН; теперь такие машины стали естественным средством экспериментального исследования пластичности. Итог работ этого периода подведен А.А. Ильюшиным в монографии ``Пластичность'' (1963).
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; 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.
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 орденом Ленина, 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 механико-математического факультета Московского университета. Творческий подход и оригинальные взгляды Алексея Антоновича на преподавание нашли отражение в созданных им на факультете уникальных курсах: 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 выкристаллизовались многие из новых научных идей, о которых шла речь выше; на нем подготовлено не одно научное поколение.
В течение всей своей творческой жизни А.А. Ильюшин выступал как крупный организатор отечественной науки. Он был ректором Ленинградского университета (1950--1952), директором Института механики АН СССР (1953--1960); многие годы был членом ВАК СССР, членом президиума Национального комитета СССР по теоретической и прикладной механике, членом Генеральной ассамблеи Международного союза по теоретической и прикладной механике, председателем Научного совета по проблемам прочности и пластичности РАН.
А.А. Ильюшин был богат и щедр на новые идеи и нестандартные мысли; своими размышлениями о проблемах в науке и возможных путях их решения он многократно делился в выступлениях на различных научных собраниях и в печати. Одни проблемы исследованы, другие находятся в процессе разрешения, иные ждут своего времени.
Последователи и ученики А.А. Ильюшина -- Мыслителя и Творца, посвятившего свою жизнь служению науке и познанию тайн природы, -- найдут в его научном наследии путеводную нить, которая поможет им в свершении новых открытий, и это будет лучшим и достойным памятником Алексею Антоновичу Ильюшину.
