Paul M. Naghdi

Введение

Пол Мансур Нагди (29 марта 1924 - 9 июля 1994) - профессор машиностроения Калифорнийского университета в Беркли.

Ранние годы и образование

Пол Нагди родился в Тегеране 29 марта 1924 года. В 1943 году, чтобы продолжить образование, он предпринял опасное путешествие в Соединенные Штаты, во время которого помогал управлять кораблем. Он изучал машиностроение в Корнеллском университете и окончил его в январе 1946 года. После короткого периода в Инженерном корпусе армии Соединенных Штатов он поступил в аспирантуру в инженерно-механическом отделении Мичиганского университета летом 1946 года. В 1948 году он получил гражданство США. Также в 1948 году он получил степень магистра наук. Он получил докторскую степень в 1951 году.

Карьера

В период с 1949 по 1951 год он занимал должность инструктора по инженерной механике, а после получения степени доктора философии (Ph. Д., он был назначен ассистентом профессора в Энн-Арборе. В 1953 году он был быстро повышен доцентом, а в следующем году - до профессора. В 1958 году переехал в Калифорнийский университет в Беркли в качестве профессора инженерных наук и сыграл важную роль в создании Отдела прикладной механики в Департаменте машиностроения. С 1964 по 1969 год он был председателем этого отдела. С 1991 года он занимал кафедру Роско и Элизабет Хьюз в области машиностроения, а в 1994 году он был назначен на вновь учрежденную должность профессора в аспирантуре. Он был активным членом многих комитетов Американского общества инженеров-механиков (ASME). В период с 1967 по 1972 год он работал в исполнительном комитете Отдела прикладной механики ASME, а в 1972 году был председателем комитета. В 1977 году, к пятидесятилетию, Нагди взялся за подготовку истории дивизии. С 1972 по 1984 год он служил в Национальном комитете США по теоретической и прикладной механике, а в 1979-1980 годах был председателем Комитета. В период с 1978 по 1984 год был членом Генеральной ассамблеи Международного союза теоретической и прикладной механики. Его последним назначением был Комитет по наградам ASME (1986-1994), председателем которого он был с 1991 по 1994 год.

Вклад в механику континуума

Работа Нагди по механике континуума продолжалась более сорока лет и охватывала почти все аспекты механического поведения твердых тел и жидкостей. Он был совершенным теоретиком, его очень привлекали фундаментальные вопросы механики и всегда стремился рассматривать их на самом высоком уровне. Его работа характеризуется проникновенной физической интуицией в сочетании с методической и математической линией мысли. Он наиболее известен своими исследованиями в области теории оболочек и пластичности, но также признан за его вклад в линейную и нелинейную эластичность, вязкоэластичность, теорию деформируемых стержней, теории листов и струй жидкости, термомеханику, теорию смеси и общую механику континуума. Интерес Нагди к эластичным оболочкам и пластинам восходит к его студенческим дням в Мичиганском университете, где он посещал летние лекции в 1949 году на эластичных пластинах Стивена Тимошенко. Работая по классическим принципам, Нагди впоследствии разработал систематическую обработку эластичных оболочек и плит, подвергающихся небольшим деформациям, которая была опубликована в 1963 году. В 1950-х годах современный ренессанс в механике континуума набирал обороты. Он начался в 1940-х годах как интерес к нелинейным эластичным материалам и не ньютоновским жидкостям, но быстро распространился, охватывая гораздо более широкий спектр поведения материалов. Нагди принял новые теоретические разработки и начал рассматривать в новом свете механику, которую он узнал от классических авторов, таких как Любовь, Лам и Уиттакер. Что касается теории оболочек, он вскоре понял, что можно принять совершенно новую точку зрения, которая приведет к существенному разъяснению предмета. Это теория поверхности Коссера (названа в честь французских эластиков начала двадцатого века Евгения и Франсуа Коссера). По сути, поверхность Коссера - это математическая модель, которая идеализирует структуру, подобную оболочке, как изогнутую поверхность, на которой определены дополнительные независимые векторные поля. Нагди смог показать, что инерция, импульс и угловой момент могут быть отнесены к дополнительным полям таким образом, что можно получить набор общих динамических уравнений для деформаций оболочек. Его пригласили написать статью о раковинах и плитах в "Handbuch der Physik". Это появилось в 1972 году (в том. VIa/2 Handbuch) и повсеместно признается как окончательное исследование данного вопроса. Поверхность Коссера не ограничивается моделированием только твердых тел. Как Нагди понял в конце 1970-х годов, водяные пласты допускают такую же кинематическую обработку, как твердые оболочки, но отличаются по отношению к конститутивным свойствам. Нагди и его соавторы разработали элегантную теорию поверхностей жидкости и успешно применили ее к широкому кругу проблем, включая волны на потоке с переменной глубиной, течение через препятствия и лодки в озерах. В 1984 году Р. Ченгиз Эртекин, аспирант Джона В. Вехаузена и Пола Нагди, назвал эти уравнения уравнениями Зеленого Нагди. Вторая основная область, которая привлекала Нагди с начала его карьеры до конца, - это поведение эластичных пластиковых материалов. К середине 1950-х годов была разработана довольно удовлетворительная теория пластичности для материалов, подвергающихся небольшим деформациям. Нагди и его коллеги провели ряд экспериментальных исследований, а также внесли свой вклад в несколько аналитических работ по бесконечно малой пластичности. В обзорной работе Нагди 1960 года изложено всестороннее рассмотрение теории бесконечно малой пластичности, и она до сих пор широко цитируется. В начале 1960-х годов Нагди поставил перед собой задачу расширить теорию пластичности, чтобы охватить эластичные пластические материалы при конечных деформациях. Это была огромная проблема, так как почти каждый аспект бесконечно малой теории должен был быть изменен, чтобы принять большие деформации. Его статья о пластичности 1965 года с его другом и давним сотрудником А. Э. Грином является первой систематической обработкой эластичных пластических материалов, подвергающихся большим деформациям. В течение следующих двух десятилетий Нагди продолжал работать над важными аспектами пластичности, а в 1990 году, через тридцать лет после публикации своей обзорной статьи об бесконечно малом пластичестве, он предложил еще более тонкий критический отчет о современной теории.

Naghdi's work on continuum mechanics extended over a period of more than forty years and encompassed almost all aspects of the mechanical behavior of solids and fluids. A consummate theoretician, he was most strongly attracted by fundamental questions in mechanics, and always sought to treat these at the highest level of generality. His work is marked by a penetrating physical intuition combined with a methodical and mathematical line of thought. He is best known for his research in the areas of shell theory and plasticity, but is also recognized for his contributions to linear and nonlinear elasticity, viscoelasticity, the theory of deformable rods, the theories of fluid sheets and jets, thermomechanics, mixture theory, and general continuum mechanics. Naghdi's interest in elastic shells and plates dated back to his graduate student days at the University of Michigan, where he attended summer lectures in 1949 on elastic plates by Stephen Timoshenko. Working along classical lines, Naghdi subsequently developed a systematic treatment of elastic shells and plates undergoing small deformations, which was published in 1963. During the 1950s, the modern renaissance in continuum mechanics was gathering momentum. It had started out in the 1940s as an interest in nonlinear elastic materials and non Newtonian fluids, but quickly spread to envelop a much broader range of material behavior. Naghdi embraced the emerging theoretical developments and began to consider in a new light the mechanics that he had learned from classical authors such as Love, Lame, and Whittaker. As regards shell theory, he soon realized that a completely new viewpoint could be taken which would lead to an essential clarification of the subject. This is the theory of the Cosserat surface (named after the early twentieth century French elasticians Eugene and Francois Cosserat). Basically, the Cosserat surface is a mathematical model that idealizes a shell like structure as a curved surface upon which additional independent vector fields are defined. Naghdi was able to show that inertia, momentum, and angular momentum could be ascribed to the additional fields in such a way that a set of general dynamical equations for the deformations of shells could be obtained. He was invited to write the article on shells and plates in the Handbuch der Physik. This appeared in 1972 (in Vol. VIa/2 of the Handbuch) and is universally recognized as the definitive treatment of the subject. The Cosserat surface is not limited to modeling only solid bodies. As Naghdi came to realize in the late 1970s, sheets of water admit the same kinematical treatment as solid shells, but differ in respect to constitutive properties. Naghdi and his co authors developed an elegant theory of fluid surfaces and applied it successfully to a wide variety of problems, including waves on a stream of variable depth, flow past obstacles and boats in lakes. In 1984, R. Cengiz Ertekin, a PhD student of John V. Wehausen and Paul Naghdi, named these equations the Green Naghdi equations. The second major focal area that attracted Naghdi from the beginning of his career until the end is the behavior of elastic plastic materials. By the mid 1950s, a reasonably satisfactory theory of plasticity had been developed for materials undergoing small deformations. Naghdi and his co workers performed a number of experimental studies and also contributed several analytical papers on infinitesimal plasticity. Naghdi's review paper of 1960 set forth a comprehensive treatment of the theory of infinitesimal plasticity and is still widely cited. In the early 1960s, Naghdi set himself the task of extending plasticity theory to encompass elastic plastic materials at finite deformations. This was a formidable challenge, since almost every aspect of the infinitesimal theory had to be changed in order to accommodate large deformations. His 1965 plasticity paper with his friend and long term collaborator A. E. Green is the first systematic treatment of elastic plastic materials undergoing large deformations. Over the next two decades, Naghdi continued to work on important aspects of plasticity, and in 1990, thirty years after the publication of his review article on infinitesimal plasticity, he offered an even finer critical account of the modern theory.

Смерть

После долгой карьеры более трех десятилетий в качестве профессора в Департаменте машиностроения, он умер от рака легких в своем доме в Беркли, Калифорния. Он умер 9 июля 1994 года.

Достижения

В знак признания его достижений Нагди получил много престижных наград. В 1956 году он получил награду отличительного преподавателя Мичиганского университета. За этим в 1958 году последовало стипендия Фонда памяти Джона Саймона Гуггенхайма. В 1962 году он получил награду Джорджа Вестингауза Американского общества инженерного образования. Дважды (1963 и 1971) он был назначен профессором-исследователем в Институте фундаментальных научных исследований Миллера в Беркли, а с 1991 года занимал кафедру Роско и Элизабет Хьюз в области машиностроения. За его фундаментальный вклад в пластичность и теорию оболочек, он был награжден медалью Тимошенко ASME в 1980 году, которая справедливо поместила его имя в список ведущих инженерных ученых этого века. В 1983 году он стал почетным членом ASME, а в 1984 году - членом Национальной инженерной академии. В 1986 году он был награжден медалью Эрингена Общества инженерных наук в 1986 году. Он получил почетные степени доктора от Национального университета Ирландии (1987) и Университета Католического де Лувен (1992). В 1994 году он был удостоен награды Беркли. Кроме того, он был выбран Академическим Сенатом в качестве одного из двух преподавателей исследований факультета Беркли в 1994-95 годах.