Василий Захарович Власов

Биография

Василий Захарович родился 11 (24) февраля 1906(19060224) в селе Кареево Тарусского района Калужской области. В 1924 году поступил на геодезический факультет Межевого института, откуда в 1926 году перевелся на инженерно-строительный факультет Московского высшего технического училища (МВТУ). В 1930 году он окончил Высшее инженерно-строительное училище (ВИСУ), которое выделилось из МВТУ, со званием инженера-строителя мостов и конструкций. Тотчас же после окончания ВИСУ (позднее переименованного в Московское Инженерно-строительное училище — МИСИ) он начал преподавать в Училище строительную механику и тогда же начал вести научную работу во Всесоюзном институте сооружений (позже переименованный в ныне ЦНИПС, ныне Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко). В МИСИ Василий Захарович преподавал до конца своих дней, а в ЦНИПСе работал до 1951 года. С 1932 по 1942 год Василий Захарович преподавал в Военно-инженерной академии им. В. В. Куйбышева, а с 1946 года руководил отделом строительной механики Института механики АН СССР. В 1937 году за работу «Строительная механика оболочек» (Москва, Стройиздат, 1936), представленную в МИСИ в качестве кандидатской диссертации, Василию Захаровичу присуждается ученая степень доктора технических наук. В 1943 году Василий Захарович был избран членом Московского математического общества. В 1953 году В. 3. Власов избирается членом-корреспондентом АН СССР.

Научная деятельность

Всю свою научную жизнь В. 3. Власов посвятил теории тонкостенных конструкций. Тонкостенная конструкция — это наиболее современный и оптимальный тип конструкции, поскольку именно он позволяет спроектировать конструкцию наименьшего веса, но максимальной жесткости; это перекрытие промышленного сооружения, основная балка моста, крыло и фюзеляж самолета, корпус надводного и подводного корабля и ракеты. Исключительная заслуга В. 3. Власова заключается в том, что он сформулировал приближенную теорию оболочек, которая может быть легко использована при расчетах конструкций. Благодаря удачному сочетанию методов математической теории упругости, сопротивления материалов и строительной механики ему удалось получить в теории оболочек предельно простые и четкие результаты.

Наиболее существенные результаты получены В. 3. Власовым в теории цилиндрических оболочек средней длины, контур которых или криволинеен или очерчен по ломаной линии (складчатые системы). В. 3. Власов вводит исключительно простую расчетную модель, в которой оболочка подменяется пространственной системой бесчисленного количества криволинейных арок, соединенных связями, передающими усилия, но не способными воспринять изгибающие и крутящие моменты. Другими словами, оболочка является безмоментной в продольном направлении и может изгибаться в поперечном направлении — в этом и состоит существо работы цилиндрической оболочки средней длины, так тонко выявленное Василием Захаровичем. Последующая проверка гипотез В. 3. Власова показала их полную дееспособность.

Расчет цилиндрической оболочки В 3. Власов сводит к расчету дискретно-континуальной системы, что приводит систему дифференциальных уравнений оболочки в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Введенный В. 3. Власовым вариационный метод приведения дифференциальных уравнений в частных производных к обыкновенным дифференциальным уравнениям имеет самостоятельное значение. В. 3. Власов приписывает оболочке конечное число степеней свободы в поперечном направлении и бесконечное число — в продольном. Тогда для поперечного направления расчет элементарен, а для продольного получаются дифференциальные уравнения типа, с которыми обычно имеют дело в строительной механике стержней. Такие методы разработаны Василием Захаровичем для расчета оболочек и складчатых систем открытого и замкнутого профиля, для расчета цилиндрических оболочек на прочность с одним или несколькими ребрами.

Теория тонкостенных стержней может быть получена из вышеуказанной теории. Основные особенности расчета тонкостенных конструкций были известны и до В. 3. Власова. Было установлено, что техническая теория изгиба балок Эйлера—Бернулли неприменима к тонкостенным стержням вследствие искажения сечений при деформации, что не безразличен характер приложения к торцам статически равноценных нагрузок и т. п. В книге В. 3. Власова по тонкостенным стержням постановка задачи и ее решение изложены с максимальной полнотой. Вновь отчетливо дана расчетная модель стержня. В формуле для нормального напряжения, помимо трех обычных членов, фигурирует член, определяемый по закону секториальной площади. Построенная теория позволила дать исчерпывающее решение задачи об изгибно-крутильной форме потери устойчивости и колебаниях тонкостенных упругих стержней, а также развить методы расчета стержней с упругими и жесткими связями и методы расчета стержней при поперечных нагрузках.

Ряд важных результатов получен В. 3. Власовым по безмоментной теории оболочек. Он дал способ расчета безмоментных оболочек вращения, а также оболочек с поверхностями второго порядка. В последнем случае В. 3. Власов свел задачу к уравнению типа Лапласа. Позднее В. 3. Власов рассматривает возможность расчета оболочки по безмоментной теории в связи с ее геометрической изменяемостью, что приводит к выяснению характера краевых задач для исходных уравнений (эллиптических или гиперболических). В итоговой монографии В. 3. Власова «Общая теория оболочек» дан вариант теории оболочек, свободной от кинематических гипотез. Из этой теории, путем введения соответствующих допущений, получается теория тонких оболочек. Весьма важная по своему практическому значению теория пологих оболочек (1944) вытекает как частный случай из общих уравнений симметричного вида и свободных от членов высшего порядка малости. В этой теории кривизна в рассматриваемом куске оболочки считается постоянной, сама оболочка почти плоской, изменения кривизны — зависящими только от перемещений по нормали. Тогда решение задачи сводится к системе двух уравнений четвертого порядка, каждое относительно функции напряжений Эри и нормального прогиба. В. 3. Власов применил эти уравнения к расчету устойчивости и колебаний оболочек, к расчету цилиндрических и сферических оболочек. Не менее важное значение имеют и предложенные В. 3. Власовым уравнения нелинейной теории при конечных прогибах, которые позволяют изучить поведение оболочки в закритическом режиме. Как линейные, так и нелинейные уравнения нашли исключительно большое применение к различным частным задачам.

В. 3. Власов получил и ряд важных результатов в области теории упругости. Он развил метод начальных функций для решения пространственных задач теории упругости, в частности, для решения задачи о толстой плите. В 1950 году было опубликовано исследование В. 3. Власова «Уравнение неразрывности деформаций в криволинейных координатах». Трудно переоценить влияние идей и методов В. 3. Власова на развитие строительной механики тонкостенных пространственных систем. Тонкая инженерная интуиция, позволяющая ему безошибочно находить главное звено задачи, отбрасывать все второстепенное и строить отчетливую расчетную модель, в основных чертах передающую игру сил в конструкции, и прекрасное владение математическим аппаратом позволяли В. 3. Власову получать наглядные, практически используемые результаты. Многочисленные разнообразные исследования, посвященные проверке основных гипотез теории тонкостенных стержней и складчатых систем, теории пологих оболочек, подтвердили их правильность. Результаты, полученные В. 3. Власовым, нашли применение почти во всех областях инженерного дела — и в расчете конструкций, и в расчете составных стержней, в расчете крыла самолета, созданию современных методов расчета тонкостенных элементов вагонных конструкций и типа вагонных оболочек.

Награды

Его книга «Тонкостенные упругие стержни» (первое издание, 1940) удостоена Сталинской премии первой степени в 1941 году, а книги «Строительная механика тонкостенных пространственных систем» (1949) и «Общая теория оболочек и ее приложения в технике» (1949) — Сталинской премии второй степени в 1950 году.

Публикации

• Власов В. 3. Общая теория оболочек и ее приложения в технике, 1949.
• Власов В. 3. Новый метод расчета тонкостенных призматических складчатых покрытий и оболочек, 1933.
• Власов В. 3. Тонкостенные упругие стержни. первое издание, 1940.
• Власов В. 3. Строительная механика тонкостенных пространственных систем, 1949.
• Власов В. 3. Строительная механика оболочек, 1936.