前言
弹性力学是高校工科专业本科生或研究生的重要技术基础课程。弹性力学中的很多概念、理论、思想及方法是学习塑性力学、断裂力学、复合材料力学等后续力学专业课程的基础,也是学习机械、土木、航空、航天、航海等工科高年级专业课程的基础。
随着计算机技术的高速发展,有限元法已成为现代工程师必须掌握的核心技能之一,在工科教育中扮演着不可或缺的角色。熟练掌握有限元法的原理与技术,已成为衡量现代工科毕业生竞争力的重要条件之一,也是连接理论学习与工程实践的关键桥梁。
新工科基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求,指明了我国工程教育改革方向,对工科人才实践与创新能力的培养提出了新要求。笔者多年来在中国石油大学(华东)固体力学、计算力学等课程的教学实践中进行了一系列改革与探索,并取得良好效果。
在弹性力学方面,注重力学概念和力学思想的掌握与灵活应用,融合MATLAB的数值计算、符号运算、图形处理等功能,开发了很多弹性力学问题的实践算例,激发了学生学习弹性力学的兴趣,扩大了弹性力学的求解范围,提高了学生对弹性力学的实践能力。
在有限元法方面,注重知识点的梳理与凝练,并针对知识点开发MATLAB实践算例,强化有限元法基本原理的体会与实践; 针对弹性平面问题和空间问题,开发MATLAB综合计算实例,加强与科研实践有效融合,提高有限元法的实践创新能力。
本书是笔者在固体力学、计算力学等方面10余年教学与科研经验的总结。本书与同类教学用书的主要不同包括: 特别注重应用力学基本概念和力学思想,阐述弹性力学与有限元法的理论体系,尽量利用已经学过的高等数学、理论力学、材料力学中的基本概念与基本思想阐述理论问题; 为加深理论认识、强化实践创新,开发了丰富的MATLAB实践算例,这些MATLAB算例实用性强,不仅有助于启发读者利用弹性力学和有限元法解决工程实际问题,还有利于其提高MATLAB的应用水平。
本书为中国石油大学(华东)研究生规划教材,笔者感谢中国石油大学(华东)和清华大学出版社对本书出版的支持与帮助。
笔者在教学、科研实践与成书过程中参考了许多相关教材与著作,在此对这些教材与著作的编著者深表感谢。由于笔者的教学、科研经验有限,书中内容虽然经过反复推敲,但仍难免存在不妥或错误之处,欢迎广大读者批评指正。
周博
2026年1月
周博,男,1972年生,汉族。1995年7月毕业于大连理工大学工程力学专业,在哈尔滨工程大学参加工作;2001年和2006年在哈尔滨工程大学获固体力学专业硕士学位和博士学位;2004至2007年公派韩国金乌工业大学留学,获机械工程专业博士学位;2009年晋升为教授,2010年晋升为博士生导师;2012年9月至今,中国石油大学(华东)教授、博士生导师、工程力学专业带头人。1995年参加工作至今,主讲固体力学类与计算力学类本科生及研究生课程10余门;完成国家自然科学基金、重点研发计划、企业委托等各类科研项目20余项,获省部级科研奖励2项,发表SCI论文200余篇、授权发明专利10余项;在清华大学出版社、科学出版社、机械工业出版社、国防工业出版社等出版社出版教材、专著10余部。