Джон У. Хатчинсон (родился 10 апреля 1939 г.) — профессор-исследователь инженерии Abbott and James Lawrence в Школе инженерии и прикладных наук Гарвардского университета. Он работает в области механики твердого тела, занимаясь широким кругом проблем в конструкциях и инженерных материалах.
В 1983 году Хатчинсон был избран членом Национальной инженерной академии за фундаментальный вклад в понимание упругого и пластического выпучивания конструкций, а также механического поведения и разрушения конструкционных материалов.
Джон Хатчинсон родился в Хартфорде, штат Коннектикут , в 1939 году, он был старшим ребенком Джона У. Хатчинсона и Эвелин Истберн Хатчинсон. Примерно через месяц после его рождения семья переехала в Бриджтон, штат Нью-Джерси , где отец Хатчинсона, недавно рукоположенный пресвитерианский священник, принял пасторство Первой пресвитерианской церкви. Хатчинсон вырос в Бриджтоне и учился в местной средней школе. Он поступил в университет Лихай для обучения на бакалавриате, в конечном итоге выбрав специальность на недавно созданном факультете инженерной механики. Он учился в Лихай в период с 1956 по 1960 год, когда космические достижения, особенно Советского Союза, оказали значительное влияние на начинающих молодых инженеров. Его еще больше мотивировала в этом направлении летняя работа в компании Boeing в Сиэтле летом 1959 года. Хатчинсон решил продолжить аспирантуру по машиностроению в Гарвардском университете, где он провел свое докторское исследование под руководством Бернарда Будянски , эксперта по механике твердого тела и конструкциям, который пришел в Гарвард из NACA (предшественника NASA). Диссертация Хатчинсона была посвящена теории поликристаллической пластичности, ранней попытке охарактеризовать нелинейное пластическое поведение конструкционных металлов в инженерном масштабе на основе микроскопического поведения монокристаллических зерен, составляющих поликристалл.
После завершения своей диссертации весной 1963 года Хатчинсон провел шестимесячный постдокторантский период в Техническом университете Дании в Копенгагене, где его принимал Фритоф Ниордсон, глава кафедры механики твердого тела. Связь с Данией оказалась прочной. Пока он был в Дании, его пригласили вернуться в Гарвард, чтобы присоединиться к факультету в качестве доцента. Это также оказалось прочной связью. Он прошел путь по карьерной лестнице в Гарварде и проработал на факультете пятьдесят лет, а также продолжает работать в университете в качестве профессора-исследователя (статус почетного профессора). Он также занимает должность адъюнкт-профессора в Техническом университете Дании и приглашенного профессора в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре .
Когда Хатчинсон занял должность преподавателя в Гарварде в 1964 году, на него оказали большое влияние несколько замечательных старших коллег. Помимо Будянского, были Джордж Кэрриер (жидкости и прикладная математика), Брюс Чалмерс (металлургия) и Лайелл Сандерс (твердые тела), и это лишь некоторые из них. В 1960-х годах в американских университетах наблюдался значительный рост инженерии и прикладной науки, и Гарвард, учитывая его фору как старейшего университета страны и его сильные традиции исследований, был захватывающим местом для молодого преподавателя. Когда Хатчинсона наняли на должность доцента, его декан прямо сказал ему, что возможности получить постоянную должность не будет, и он должен рассматривать свою должность как временную пятилетнюю работу. Как отражение оптимизма тех времен, этот прогноз вряд ли имел значение, потому что молодой преподаватель мог реалистично предположить, что будет много вакансий в других местах, когда придет время двигаться дальше. В любом случае, декан ошибался, место на постоянную должность все же открылось, и в 1969 году Хатчинсон стал профессором прикладной механики имени Гордона Маккея и на некоторое время стал самым молодым профессором на факультете искусств и наук.
После защиты диссертации Хатчинсон в течение нескольких лет активно сотрудничал с Будянским по вопросам выпучивания оболочечных конструкций. Как основные конструкции, используемые в аэрокосмической промышленности, оболочки представляют собой инженерную проблему, поскольку для некоторых критически важных конфигураций даже тщательно изготовленная оболочка может катастрофически выгнуться при нагрузке, которая составляет малую часть того, что теоретически предсказано для «идеальной» версии. Все реальные оболочки имеют определенный уровень несовершенства. Работа Будянского и Хатчинсона охарактеризовала и количественно оценила чувствительность к несовершенству выпучивания важных оболочечных конструкций. При этом они широко использовали фундаментальную работу по упругой устойчивости Уорнера Койтера из Технического университета Делфта в Голландии, чья работа в то время была доступна только в его докторской диссертации, опубликованной на голландском языке. Взаимодействие Хатчинсона с Койтером стало началом продуктивного и приятного сотрудничества как с зарубежными, так и с американскими коллегами.
1960-е годы были периодом, когда исследователи в области механики и материаловедения значительно расширили свое взаимодействие. Механика твердого тела все больше фокусировалась на проблемах, возникающих в материалах. Что касается механики, Будянский из Гарварда и Фрэнк МакКлинток из Массачусетского технологического института были пионерами в этом смещении акцентов, и оба внесли вклад в интерес Хатчинсона к тому, что стало известно как микромеханика материалов. В конце 1960-х и в 1980-х годах Хатчинсон работал над механикой разрушения материалов и, в частности, над разработкой нелинейной механики разрушения, применимой к растрескиванию прочных конструкционных металлических сплавов. Линейная механика разрушения, существовавшая в то время, была неприменима, когда обширная пластическая деформация происходила до растрескивания, что типично для многих конструкционных сплавов. В одной статье, опубликованной в 1968 году, были описаны напряжения и деформации вблизи вершины трещины в материалах, подвергающихся пластической деформации. В том же выпуске журнала аналогичный анализ трещин был опубликован Райсом и Розенгреном. Поля вершин трещин HRR, как их стали называть, обеспечивают теоретическую основу нелинейной механики разрушения. Джеймс Райс, который в то время работал в Университете Брауна , присоединился к факультету Гарварда в 1981 году и стал близким коллегой Хатчинсона.
В конце 1970-х годов, работая в Совете по исследованиям материалов (позже названном Советом по исследованиям оборонной науки), спонсируемом DARPA, Хатчинсон начал сотрудничество с материаловедом и инженером AG (Tony) Эвансом, которое продолжалось более тридцати лет до смерти Эванса в 2009 году. Эванс был превосходным экспертом в технологических проблемах с непревзойденным талантом к формированию команд инженеров, химиков, физиков и материаловедов для решения сложных задач. Навыки Хатчинсона в моделировании и анализе механики дополняли обширные знания Эванса о материалах и их поведении. Вместе они внесли вклад в инженерную науку во многих технологических областях, включая механизмы упрочнения в керамике, керамические матричные композитные материалы для высокотемпературных применений, механику тонких пленок, механику разрушения интерфейса для связанных материалов, а также расслоение и скалывание керамических теплозащитных покрытий, используемых в авиационных двигателях и турбинах для генерации энергии. В общей сложности они стали соавторами 74 статей.
В 1990-х годах и впоследствии Хатчинсон продолжал исследования по широкому кругу прикладных проблем. Более того, он никогда полностью не отказывался от предметов, которыми занимался ранее, тем самым постепенно накапливая довольно большой спектр исследовательских интересов и технических знаний. Новые области включали в себя основные усилия по разработке всеобъемлющей механики разрушения и расслоения слоистых материалов, таких как тонкие пленки и покрытия, а также многослойные материалы, используемые в электронике и оптике, и расширение классической теории пластичности металлов до малых масштабов, где сильные эффекты, связанные с размером, становятся доминирующими. Совсем недавно Хатчинсон сосредоточил свое внимание на стабильности деформации мягких материалов, таких как эластомеры и гели, которые стали представлять большой интерес, особенно из-за потенциальных биомедицинских применений.
Справедливо будет сказать, что Хатчинсону повезло во многих отношениях, не только в том, что он имел привилегию работать в среде, которая обеспечивает мощную поддержку исследованиям с выдающимися коллегами и студентами, но и в том, что он созрел как инженер-ученый в то время, когда страна активно инвестировала в инженерию и прикладную науку. Он был научным руководителем 36 аспирантов. Показательная статистика, которая не так уж необычна, как может показаться для активного исследователя в наши дни, по крайней мере, того, кто работает более пятидесяти лет, заключается в том, что Хатчинсон опубликовал почти 350 технических статей, а количество различных соавторов (т. е. отдельных лиц) составляет почти 200. Из этих соавторов около 65% находились в Америке, по крайней мере, во время проведения работы, а 35% работали в других странах. Примерно 25% его соавторов были студентами Гарварда, постдоками или преподавателями. Еще одна статистика, которая может заинтересовать молодых коллег, борющихся с сегодняшними академическими трудностями, заключается в том, что в первое десятилетие после публикации своей первой статьи Хатчинсон публиковал в среднем всего 2,3 статьи в год, во второе десятилетие — 3,8 статьи в год, в третье десятилетие — 5,6 статьи в год, в четвертое десятилетие — 9,5 статьи в год и в пятое десятилетие — 6,6 статьи в год.
Хатчинсон получил различные награды, включая медаль Тимошенко Американского общества инженеров-механиков, врученную в 2002 году. [1] В 2015 году научное общество Sigma Xi наградило Хатчинсона премией Ferst Award в знак признания его вклада в наставничество студентов. [2] Многие из его бывших аспирантов присутствовали на торжественной церемонии в Технологическом институте Джорджии. Хатчинсон был избран в Американскую академию искусств и наук в 1976 году, Национальную инженерную академию США в 1983 году [3] и Национальную академию наук в 1990 году. В 2013 году он был избран иностранным членом Лондонского королевского общества . [4] Он был удостоен почетных докторских степеней Королевского технологического института в Стокгольме (1985), Технического университета Дании (1992), Северо-Западного университета (2002), Университета Лихай (2004) и Иллинойсского университета (2005).
В 2012 году Хатчинсон был награжден Кольцом Людвига-Прандтля от Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (Немецкого общества аэронавтики и космонавтики) за «выдающийся вклад в области аэрокосмической техники» в 2012 году. [5]
