曾慶元(1925年10月~2016年6月3日),江西省泰和縣人。橋梁動力學(xué)專家,中南大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。
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曾慶元長期從事橋梁結(jié)構(gòu)振動與穩(wěn)定的教學(xué)和研究,創(chuàng)立了列車一橋梁時變系統(tǒng)橫向振動分析理論,并在實踐中得到了驗證。提出了彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理及系統(tǒng)運動穩(wěn)定性的總勢能判別準(zhǔn)則,對經(jīng)典動力學(xué)理論作了重要補(bǔ)充,為鐵路橋梁工程向大跨、高速發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。
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著有《列車橋梁時變系統(tǒng)振動分析理論與應(yīng)用》、《列車脫軌分析理論與應(yīng)用》、《鋼壓桿穩(wěn)定極限承載力》及研究生教材《結(jié)構(gòu)動力學(xué)》和《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算》。
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- 中文名
- 曾慶元
- 國 籍
- 中國
- 民 族
- 漢族
- 出生地
- 江西省泰和縣
- 出生日期
- 1925年10月
目錄
曾慶元人物經(jīng)歷
編輯1925年10月(民國十四年),曾慶元生于江西省泰和縣螺溪鎮(zhèn)鄭洲村一戶純樸敦厚農(nóng)民家庭,家境貧寒。他8歲起讀私塾4年,表現(xiàn)出聰穎的天資和超常的記憶。通讀了論語、孟子、左傳、詩經(jīng)、古文觀止等十余部古籍。深得父母哥哥喜愛及族人和親戚支持,竭盡全力,供他上學(xué)。上了兩年小學(xué),進(jìn)入泰和縣立初級中學(xué),成績一直名列前茅,尤以數(shù)學(xué)成績突出,當(dāng)時就自學(xué)了范氏大代數(shù)。
1943年(民國三十二年),曾慶元進(jìn)入江西吉安國立十三中高中部學(xué)習(xí)。
1946年(民國三十五年),曾慶元考入江西南昌國立中正大學(xué)(現(xiàn)南昌大學(xué))土木系。
1950年,曾慶元畢業(yè)留校任助教。1953年院系調(diào)整,曾慶元來到長沙中南土建學(xué)院橋梁隧道系。同年底被高教部派往哈爾濱工業(yè)大學(xué)當(dāng)研究生學(xué)木結(jié)構(gòu),因前蘇聯(lián)專家未到,學(xué)了半年俄語后,于1954年8月被高教部調(diào)為清華大學(xué)土木系研究生,師從前蘇聯(lián)專家學(xué)鋼結(jié)構(gòu)。
1956年7月,曾慶元研究生畢業(yè)后回中南土建學(xué)院。其間除學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)及其有關(guān)課程外,還著重學(xué)習(xí)了彈性力學(xué),彈性穩(wěn)定、薄壁結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及空間結(jié)構(gòu)分析理論,金屬結(jié)構(gòu)屈曲強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)動力學(xué),并完成了跨度100米的飛機(jī)庫圓柱網(wǎng)殼屋蓋結(jié)構(gòu)的畢業(yè)設(shè)計,為其后發(fā)展奠定了堅實寬廣的理論基礎(chǔ)。此外,曾慶元講授工民建專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程,并研究廠房鋼結(jié)構(gòu)變截面柱自由長度計算方法?;诔鯀?shù)法及彈性穩(wěn)定理論,他提出了三節(jié)柱(兩次變截面階梯柱)自由長度系數(shù)計算式及考慮空間工作廠房柱自由長度計算法,被當(dāng)時武漢中南工業(yè)建筑設(shè)計院采用,寫成論文《用初參數(shù)法求廠房柱的自由長度》,發(fā)表于1957年第2期中南土建學(xué)報。
1960年8月,長沙鐵道學(xué)院剛建院,曾慶元調(diào)往該院講授橋梁隧道及鐵道工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)課程,并任建筑結(jié)構(gòu)教研室副主任。從此,他走上了鐵路橋梁振動和穩(wěn)定的教學(xué)與研究道路。1961年至1971年間,他在教學(xué)之余,研究了鋼結(jié)構(gòu)疲勞及橋梁豎向振動。1963年寫出論文《構(gòu)件應(yīng)力集中截面疲勞強(qiáng)度的計算》,導(dǎo)出了:金屬疲勞裂縫形成條件方程式、疲勞破壞條件一般性方程式、構(gòu)件應(yīng)力集中截面疲勞破壞條件方程式及構(gòu)件應(yīng)力集中截面疲勞強(qiáng)度的計算方法。但限于當(dāng)時試驗及設(shè)備等客觀條件,他不得不終止對鋼結(jié)構(gòu)疲勞研究,轉(zhuǎn)向?qū)蛄很囌竦难芯俊?964年,他寫出了《鋼連續(xù)梁橋豎向振動近似計算》的論文,基于達(dá)朗培爾原理及虛位移原理,提出了連續(xù)梁橋自振頻率及振動位移計算式。
1972年,鐵道部大橋工程局組織鋼橋振動研究組,以成昆線192米簡支鋼桁梁橋模型為對象,研究鋼橋空間自由振動及靜力偏載位移與內(nèi)力分布,曾慶元有幸與著名橋梁專家李國豪院士一道應(yīng)邀參加作理論分析。寫出了《簡支下承桁梁橋偏載變位、內(nèi)力及自由振動計算方法》及《504橋模型(33.33厘米桁寬)偏載變位、內(nèi)力及自由振動計算》兩篇長篇論文,計算結(jié)果與橋梁研究所模型實測結(jié)果很接近。這一成果開創(chuàng)了解析法桁梁空間分析的范例。
1976年,長沙鐵道學(xué)院鐵道工程系組織教育革命實踐隊在九江長江大橋工地進(jìn)行開門辦學(xué),令曾慶元當(dāng)事務(wù)員,承擔(dān)實踐隊總務(wù)工作。當(dāng)時大橋局設(shè)計院在現(xiàn)場設(shè)計引橋的40米單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁。有一單位在現(xiàn)場作該梁扭轉(zhuǎn)計算,得出該梁端隔墻在自重下“三條腿”時最大扭曲拉應(yīng)力達(dá)124kg/cm。主管的設(shè)計工程師提請實踐隊作該箱梁偏載計算。領(lǐng)導(dǎo)將此任務(wù)分配給他。他在前述桁梁空間分析方法的基礎(chǔ)上,提出了薄壁箱形梁計算的板梁框架法,算出該箱梁端隔墻在自重下“三條腿”時的最大扭曲拉應(yīng)力為26kg/cm,最大豎向位移為2.6毫米。1997年現(xiàn)場實測,結(jié)果與他上述計算很接近。1978年鐵道部科學(xué)大會上該梁扭轉(zhuǎn)研究成果獲得了兩項獎勵,雖然沒有他個人及長沙鐵道學(xué)院的名字,但計算的準(zhǔn)確令他欣慰。
1978年,中國恢復(fù)研究生招生制度,這年曾慶元晉升為副教授,并指導(dǎo)研究生,講授“結(jié)構(gòu)動力學(xué)”及“結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論”兩門學(xué)位課程。同時,他也選擇橋梁車振為今后的研究方向。橋梁車振已研究一百多年,豎向振動已基本解決,橫向振動國內(nèi)外研究不多。主要問題是列車橋梁系統(tǒng)空間振動方程的建立、橫向振動激振源的確定、橋梁車振的隨機(jī)分析、橋梁橫向及豎向剛度的分析等。他以嶄新的思想經(jīng)過近20年與研究生們共同研究,實現(xiàn)了重大的理論突破?;谶_(dá)朗培爾原理及虛功原理,他提出了“彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理”及形成動力矩陣的“對號入座”法則。由此原理和法則,他簡便地建立了“列車-橋梁時變系統(tǒng)(以下簡稱此系統(tǒng))空間振動矩陣方程”,避免了國內(nèi)外分別建立車橋振動方程時橫向振動方程解的唯一性無保證的問題?;凇皬椥韵到y(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理”,他提出了“彈性系統(tǒng)運動穩(wěn)定性的總勢能判別準(zhǔn)則”,按此準(zhǔn)則的計算結(jié)果與經(jīng)典解吻合,但計算遠(yuǎn)比經(jīng)典方法簡便,因而對經(jīng)典動力學(xué)理論作了重要補(bǔ)充。曾慶元用這一套理論解決了九江、蕪湖長江大橋、廣深準(zhǔn)高速鐵路石龍大橋、提速線路橋梁、高速鐵路橋梁(方案)等50多座橋梁的橫向剛度分析問題,及10多座鋼板梁橋的加固計算問題,取得一定經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
1979年冬,曾慶元應(yīng)邀與鐵道部第四勘察設(shè)計院合作計算京廣復(fù)線武水大橋預(yù)應(yīng)力變截面單箱雙室混凝土連續(xù)梁橋的扭轉(zhuǎn)。著名橋梁專家李國豪院士1979年夏提出了橋梁梁段有限元分析理論。應(yīng)用梁段有限元法計算該橋扭轉(zhuǎn),遇到橋梁端隔墻及橫隔板如何考慮的問題。曾慶元基于前述薄壁箱梁計算的板梁框架法,分別計算梁段單元畸變和扭轉(zhuǎn)的彈性應(yīng)變能及荷載位勢,并在由勢能駐值原理得出平衡方程時保留位移參數(shù)的一階變分,從而得出形成矩陣的“行”“列”交叉規(guī)則,他定名為“對號入座”法則。很顯然,它與一般有限元分析中的計算機(jī)編碼法有本質(zhì)區(qū)別,任何復(fù)雜系統(tǒng)的剛度矩陣及荷載列陣都可由此法則簡便建立。這一法則使結(jié)構(gòu)矩陣分析發(fā)生了質(zhì)的變革,具有重要實用價值。
1987年,曾慶元受鐵道部大橋工程局委托,主持研究九江長江大橋拱-桁組合體系鋼橋的動力特性及橫向剛度,1989年完成研究,結(jié)論為該橋具有足夠的橫向剛度。以后因有人對該橋橫向剛度問題提出異議,國務(wù)院曾責(zé)成國際工程咨詢公司組織專家組審查論證,也作出了相同的結(jié)論。1994年該橋建成,1995年進(jìn)行列車試驗,試驗結(jié)果為該橋橫向剛度優(yōu)越,與按他的理論計算的結(jié)果吻合。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),大橋通車至今列車安全走行,其安全性與舒適性為優(yōu)良。
1988年,曾慶元加入了中國共產(chǎn)黨。1989年,被鐵道部授予“鐵道部優(yōu)秀教師”稱號。1991年,被評為“湖南省普通高等學(xué)??萍枷冗M(jìn)工作者”,被國家教委、人事部評為“全國優(yōu)秀教師”,被鐵道部授予“全國鐵路優(yōu)秀知識分子”稱號,并享受政府特殊津貼。
曾慶元人物成就
編輯曾慶元研究成果
曾慶元的主要研究成果如下:

曾慶元(2張)
創(chuàng)立了彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理、彈性系統(tǒng)運動穩(wěn)定性的總勢能判別準(zhǔn)則及形成系統(tǒng)矩陣的“對號入座”法則;
創(chuàng)立了列車橋梁時變系統(tǒng)橫向振動分析理論,解決了九江、蕪湖長江大橋等很多座鐵路橋梁的橫向剛度分析問題,獲得1998年鐵道部科技進(jìn)步二等獎和1999年國家科技進(jìn)步三等獎;
創(chuàng)立了一套橋梁結(jié)構(gòu)局部與整體相關(guān)屈曲極限承載力分析理論,解決了岳陽洞庭湖三塔斜拉橋等橋梁結(jié)構(gòu)的極限承載力分析問題;
創(chuàng)立了一套列車—軌道時變系統(tǒng)橫向振動分析理論及無縫線路結(jié)構(gòu)的橫向動力穩(wěn)定性分析理論;創(chuàng)立了一套國際上獨一無二的列車脫軌分析理論,突破了列車脫軌理論分析的世界百年難題,解決了大量鐵路橋梁列車脫軌控制問題,獲得了2006年湖南省科技進(jìn)步一等獎。
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曾慶元著作論文
- 專業(yè)著作
- 期刊論文
論文題名
| 作者
| 年卷期
| 發(fā)表刊物
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Vertical vehicle-track coupling element
| 曾慶元
| 2006年 220卷 3期
| PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART F-JOURNAL OF RAIL AND RAPID TRANSIT
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Finite-element analysis of discretely supported rail subjected to multiple moving concentrated forces
| 曾慶元
| 2006年 220卷 3期
| PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART F-JOURNAL OF RAIL AND RAPID TRANSIT
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Finite-element analysis for a Timoshenko beam subjected to a moving mass
| 曾慶元
| 2006年 220卷 5期
| PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART C-JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING SCIENCE
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Formulation of equations of motion of finite element form for vehicle-track-bridge interaction system with two types of vehicle model (vol 62, pg 435, 2005)
| 曾慶元
| 2006年 65卷 12期
| INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING
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Modal coordinate formulation for a simply supported bridge subjected to a moving train modelled as two-stage suspension vehicles
| 曾慶元
| 2005年 219卷 10期
| PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART C-JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING SCIENCE
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曾慶元人才培養(yǎng)
據(jù)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家工程技術(shù)數(shù)字研究館信息:2003年至2005年期間,曾慶元培養(yǎng)的博士共2名,名單如下:
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論文題名
| 作者
| 指導(dǎo)老師
| 學(xué)位
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提高鎂質(zhì)堿式鹽水泥性能的理論與應(yīng)用研究
| 鄧德華
| 曾慶元
| 博士
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大跨度板桁結(jié)合主梁斜拉橋極限承載力分析
| 韋成龍
| 曾慶元
| 博士
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曾慶元獲獎記錄
編輯獲得國家科技進(jìn)步三等獎2項,鐵道部科技進(jìn)步二等獎2項,湖南省科技進(jìn)步一等獎1項,第三屆詹天佑成就獎,第七屆詹天佑鐵道科學(xué)技術(shù)獎——大獎。被國家教育部、人事部評為“全國優(yōu)秀教師”。
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曾慶元社會任職
編輯《中國鐵道科學(xué)》編委會委員
曾慶元人物評價
編輯新華社高級記者楊善清:“他奉獻(xiàn)在千里鐵道線上?!?sup class="sup--normal" data-sup="11" data-ctrmap=":11,">
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中南大學(xué)新聞網(wǎng):“一生獻(xiàn)忠貞,南山松柏長蒼翠;九天含笑意,故園桃李又芬芳”是曾慶元院士一生的寫照。
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中南大學(xué)常務(wù)副校長胡岳華:曾慶元院士一生為橋梁振動與穩(wěn)定領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn),他為人淡泊名利、艱苦樸素,他那潛心科研、嚴(yán)謹(jǐn)求實、不斷創(chuàng)新的治學(xué)精神,嚴(yán)以律己、寬以待人的為師風(fēng)范,愛國愛黨、甘當(dāng)春蠶的崇高品質(zhì)值得我們不斷學(xué)習(xí)和追求。希望大家不斷探索和學(xué)習(xí),繼續(xù)推進(jìn)曾院士的科研事業(yè),為中南大學(xué)的發(fā)展、為國家的教育事業(yè)和科研事業(yè)做出新的更大的貢獻(xiàn)。
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詞條圖冊
更多圖冊
- 參考資料
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- 1. 曾慶元院士——中南大學(xué)教授 .中國高校之窗[引用日期2013-02-24]
- 2. 曾慶元院士逝世 .中南大學(xué)新聞網(wǎng)[引用日期2016-06-08]
- 3. 曾慶元院士 .中南大學(xué)[引用日期2015-11-18]
- 4. 院士著作館-專著 .中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家工程技術(shù)數(shù)字研究館[引用日期2015-11-19]
- 5. 曾慶元 .中國工程院[引用日期2015-12-18]
- 6. 著名橋梁專家曾慶元院士逝世 享年91歲 .科學(xué)網(wǎng)[引用日期2016-06-14]
- 7. 院士著作館-期刊論文 .中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家工程技術(shù)數(shù)字研究館[引用日期2015-11-19]
- 8. 院士著作館-學(xué)位論文 .中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家工程技術(shù)數(shù)字研究館[引用日期2015-12-18]
- 9. 中南大學(xué)土建學(xué)院選舉產(chǎn)生新一屆黨委委員 .中國大學(xué)生在線[引用日期2015-12-18]
- 10. 中國工程院院士曾慶元昨80歲 百余師生前來祝壽 .湖南頻道[引用日期2015-11-18]
- 11. 他奉獻(xiàn)在千里鐵道線上--訪中國工程院院士曾慶元校友 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)[引用日期2015-11-18]
- 收起
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