莊茁，1952年6月出生。1982年畢業于沈陽建筑大學。現任清華大學航天航空學院黨委書記，教授、博士生導師。
個人簡歷
大學本科(82年土木工程)、碩士(88年結構力學，重慶大學)、博士(95年固體力學，愛爾蘭國立都柏林大學，University College 都柏林, Ireland)。82年開始任沈陽建工學院助教和講師，95年回國后為清華大學博士后，96年任清華大學副教授，2000年任清華大學教授，博士生導師。
主要成果
1.提出基于連續體的殼體斷裂力學統一計算理論和方法
長期以來，板殼斷裂分析局限于Kirchhoff薄板理論和Mindlin中厚板理論，兩套理論控制不同分段，并不統一，一直是力學領域的難題。莊茁提出了基于連續體殼的斷裂力學，統一了薄和中厚殼的計算理論，發展了擴展有限元程序，采用擴充形函數構造了非連續位移場，建立了最大能量釋放率的裂紋擴展或止裂準則(Int. J. Fracture, 2011 and Int. J. Numer. Meth. Engng, 2016)。美國麻省理工學院的KJ Bathe教授在Computers & Structures (2014)評估：“It's possible to apply an extended function to a plate and shell, and it can be applied to all kinds of shell structures”。西班牙UPC大學的E Onate教授在Computers and Geotechnics (2018)評論："The extended finite element method has gained a lot of attention over the last few years, with 壯語 et al. using an extended 函數 to describe discontinuations in the displacement field”。
2.分析設計“天和”核心艙殼體結構
應用殼體斷裂統一計算理論，莊茁領導團隊分析和設計“天和”核心艙結構，優化了加強筋的幾何和分布，減少大小艙段連接處的應力集中，應用整體加工技術，比較原方案相比，在相同強度下，減重率8.57%。在地面模擬太空環境實驗的交變溫度下，疲勞壽命超過設計壽命至少1.5倍。國家發明專利：ZL 202110657166.0。
3.分析和實驗驗證大型運輸機整體機翼殼板結構的斷裂可靠性
應用殼體斷裂統一計算理論，莊茁領導團隊對大飛機機翼20m×1.8m的整體殼板進行斷裂可靠性分析與實驗驗證，依據斷裂準則設計了加強筋幾何和分布。應用整體加工技術，比較原組合板殼方案減重率13.3%。所減輕的重量可以增加航程200km，疲勞壽命至少提高兩倍。國家發明專利：ZL 202110657161.8。
4.西氣東輸天然氣鋼制管道動態斷裂的可靠性評估
發展了耦合流體/固體/斷裂的非線性有限單元法和有限體積法程序，涵蓋彈塑性材料本構、開裂管壁的大變形、運動裂紋邊界、氣體減壓病模型，國家軟件著作權：2007SRBJ1878。莊茁評估了西氣東輸的4,000km管線的X70和X80鋼材的斷裂可靠性(Eng. Fract. Mech. 1999(64); Int J. Fract., 2000(101)). 英國帝國理工學院P Leevers教授在Eng. Fract. Mech., 2012(96)評價："The cost of small-scale rapid crack experiments is high, and the simulation experimental tools based on crack growth are urgently needed. There are at least two well-developed works in this field, both of which are based on large and complex computational programs. One of them is the rapid crack simulation method developed by 壯族 et al. for coupling shell finite elements with fluid finite volume development”。
5.提出頁巖氣高效開采的水力壓裂理模型和計算方法
莊茁提出了含孔隙頁巖的斷裂力學理論模型和裂縫擴展計算程序，模擬斷裂/流體/巖石耦合作用的水力壓裂過程和裂縫分叉計算方法(Computational Mechanics, 2014, 54(2), 谷歌 citation: 74)，獲得了國家軟件著作權：2019SR0222260。該工作支撐了中石化重慶涪陵頁巖氣公司和中石油川渝公司的3000m深部以下的頁巖氣開采工作。
莊茁提出了基于位錯機制的晶體塑性流動應力理論，闡釋了微米和亞微米尺度(200nm-10μm)的晶體材料在沒有應變梯度條件下的強度和變形的尺寸效應(Int. J. of Plasticity, 2009(25), (谷歌 citation: 104)和Int. J. Plasticity, 2014(55), (Google citation: 93)). 該理論填補了微尺度晶體塑性理論的空白。莊茁建立了耦合離散位錯動力學和有限元的有限變形計算方法。理論模型預測的晶體強度被斯坦福大學WD Nix教授 and HJ Gao教授的實驗驗證(Acta Materialia, 2015(95))。
社會職務
莊茁所任社會職務主要有：歐洲科學與藝術學院（EASA）院士、國際科學理事會中國委員會（ISC-China）特邀專家、國際計算力學協會（IACM）副主席、中國力學學會監事（CSTAM）、亞太計算力學協會（APACM）執委、北京市科學技術協會委員、國家重大基礎研究項目首席科學家、北京力學會（BSTAM）理事長、中國計算力學學會（CACM）主席。
工作現狀
現在工程力學系固體力學研究所工作。
所獲榮譽
莊茁，獲清華大學教學工作優秀成果一等獎兩次，中國高校科學技術獎自然科學二等獎一次。
人物評價
莊茁在清華大學航天航空學院與斯旺西大學工學院之間建立持續多年的計算力學學術交流、實質性合作研究及教授和研究生互訪中發揮了關鍵作用，做出了突出貢獻。（清華大學航天航空學院評）
莊茁是同學們眼中嚴謹做學問的學術導師，是堅持攻關的不懈航天人，也是生活中幽默的朋友“老莊”，導師眼中負責任的“莊茁同志”。當然，更是清華園中可敬可愛的“良師益友”。（清華大學研究生會評）
參考資料 >
莊茁.清華大學航天航空學院.2024-07-06
清華大學航天航空學院莊茁老師介紹.FREE考研.2021-12-22
航院莊茁教授獲英國斯旺西大學工學榮譽博士學位.清華大學.2024-09-20
航天人“老莊” ——記清華大學第十四屆“良師益友”特別獎獲得者莊茁老師.清華大學.2024-09-20