前言

工程力學(xué)是高等工科院校的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有理論性強(qiáng)、內(nèi)容豐富、題量大、題型多等特點(diǎn)。本教材包括了理論力學(xué)和材料力學(xué)的主要內(nèi)容。在編排上，采用理論力學(xué)、材料力學(xué)各自獨(dú)立的體系結(jié)構(gòu)，理論力學(xué)采用“靜力學(xué)-運(yùn)動(dòng)學(xué)-動(dòng)力學(xué)”的體系結(jié)構(gòu)，材料力學(xué)采用“應(yīng)力分析-基本變形-組合變形-能量法-壓桿穩(wěn)定”的體系結(jié)構(gòu)，按64～80學(xué)時(shí)編寫，適用于大學(xué)本科“工程力學(xué)”課程少學(xué)時(shí)非機(jī)械專業(yè)的教學(xué)之用。

目前，少學(xué)時(shí)的工程力學(xué)教材大多是從后續(xù)的專業(yè)課程的實(shí)際需要出發(fā)，按照“夠用為度”的原則，采用從多學(xué)時(shí)的理論力學(xué)和材料力學(xué)中去掉一些理論推演，刪減較難內(nèi)容，經(jīng)重新編排內(nèi)容體系而成，但理論推演實(shí)際上是工程力學(xué)的精華部分，盲目“刪繁就簡(jiǎn)”和“刪難就易”也會(huì)使知識(shí)面大為減少；還有少部分少學(xué)時(shí)工程力學(xué)教材，其內(nèi)容是涵蓋了理論力學(xué)和材料力學(xué)的主要知識(shí)，但由于知識(shí)點(diǎn)眾多而學(xué)時(shí)數(shù)有限，教材在內(nèi)容的編排上往往面面俱到而難于深入和嚴(yán)謹(jǐn)。針對(duì)以上情況，為了能夠融合我國傳統(tǒng)教材理論性強(qiáng)、嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)全面的優(yōu)點(diǎn)與歐美教材（尤其是德國教材）所具有的起點(diǎn)高、內(nèi)容廣、簡(jiǎn)明扼要的特點(diǎn)，作者在近幾年做了一些有益的探索工作，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）在保持少學(xué)時(shí)的剛性條件下，加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論部分的內(nèi)容。以矢量運(yùn)算作為數(shù)學(xué)工具，使力學(xué)基本概念和基本原理的數(shù)學(xué)描述簡(jiǎn)潔；采用從一般到特殊的內(nèi)容體系，極大地加強(qiáng)了基本理論的嚴(yán)謹(jǐn)性和知識(shí)體系的系統(tǒng)性。例如，在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，從剛體一般運(yùn)動(dòng)的討論開始（篇幅不多），很容易就過渡到剛體的平移、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也為點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的速度和加速度合成公式的一般性推導(dǎo)提供了強(qiáng)有力的理論支持，在這兩章中都用較少的篇幅加強(qiáng)了加速度分析，而以前少學(xué)時(shí)的工程力學(xué)教材對(duì)加速度分析的介紹都比較少；通過達(dá)朗貝爾原理的一般理論推導(dǎo)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)部分已打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，可將達(dá)朗貝爾原理應(yīng)用到一般平面運(yùn)動(dòng)剛體的動(dòng)力學(xué)問題中以及定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)問題中（此時(shí)剛體變成了定軸轉(zhuǎn)動(dòng)），有效地克服了以前少學(xué)時(shí)的工程力學(xué)教材只將達(dá)朗貝爾原理應(yīng)用于平移和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)力學(xué)問題求解的情況。

（2）結(jié)合相關(guān)理論結(jié)果，簡(jiǎn)明扼要地推廣其應(yīng)用，使教材所包含的內(nèi)容較為廣泛。例如，在梁的彎曲變形中，通過積分法計(jì)算梁的變形的基本理論的簡(jiǎn)要介紹，由幾個(gè)簡(jiǎn)單例題就將之應(yīng)用于具有彈性支承和初始小撓度梁的計(jì)算中去；通過能量法這一種計(jì)算結(jié)構(gòu)位移的一般性方法的簡(jiǎn)要介紹，由幾個(gè)簡(jiǎn)單例題將之應(yīng)用于桁架、剛架、曲梁的位移計(jì)算以及沖擊載荷作用下結(jié)構(gòu)位移的計(jì)算中。這樣，在增加很少篇幅的情況下就使材料力學(xué)的內(nèi)容變得更為深廣。對(duì)兩次剛化法從原理上進(jìn)行數(shù)學(xué)論證，本教材第一次成功將此方法應(yīng)用于求簡(jiǎn)支梁指定截面的位移上，其他教材的兩次剛化法只應(yīng)用到求懸臂梁或外伸梁或剛架指定截面的位移情況，沒有應(yīng)用到簡(jiǎn)支梁的情況；教材指出了工字截面梁腹板剪應(yīng)力近似公式（即腹板剪應(yīng)力近似等于橫截面剪力除以腹板面積，大部分材料力學(xué)教材都介紹了這個(gè)近似公式）存在嚴(yán)重問題，這是從鐵摩辛柯著的《材料力學(xué)》中來的，問題來源于一個(gè)數(shù)學(xué)推理錯(cuò)誤，對(duì)No．63c工字鋼，腹板上的最大剪應(yīng)力和最小剪應(yīng)力可相差60%以上。

（3）提高了例題的典型性，加強(qiáng)了部分例題的難度。其目的是使讀者領(lǐng)會(huì)正確的解題思路，掌握基本的分析方法和計(jì)算技能，提高對(duì)基本概念和基本理論的理解，能起到觸類旁通、舉一反三的作用。

（4）各章習(xí)題按照先概念題、后計(jì)算題安排，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論的準(zhǔn)確理解和基本方法的熟練掌握，部分習(xí)題有一定難度，有利于引導(dǎo)少數(shù)學(xué)有余力的學(xué)生深入理解課程內(nèi)容。

（5）部分內(nèi)容以*號(hào)形式出現(xiàn)，是為部分學(xué)有余力的學(xué)生作為參考資料準(zhǔn)備的，并不做教學(xué)要求，有利于分層次設(shè)計(jì)教學(xué)。

本教材由李海龍老師、梅鳳翔老師編著，是作者在北京理工大學(xué)多年教學(xué)所使用的講義經(jīng)修改完善而成。工程力學(xué)課程組的張強(qiáng)、汪小明、尚玫、趙穎濤、趙希淑、劉曉寧、田強(qiáng)等老師在教材的編寫過程中也參與了部分工作。

全國優(yōu)秀教師、第三屆北京市高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)獲得者水小平教授對(duì)本教材進(jìn)行了認(rèn)真仔細(xì)的審閱，提出了許多寶貴的修改意見，并在李海龍老師的教學(xué)探索過程中不斷給予鼓勵(lì)和支持。在本教材編寫過程中，得到了北京理工大學(xué)宇航學(xué)院工程力學(xué)課程組的同事們的大力支持與熱情幫助。電子工業(yè)出版社對(duì)本教材的出版付出了辛勤的工作和有力的支持。在此，作者一并表示衷心的感謝。

限于作者的水平，書中難免有不少缺點(diǎn)和欠妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

李海龍 梅鳳翔

2013年9月