本書旨在引導讀者了解當代工程發(fā)展對力學的強烈需求、力學發(fā)展應解決的工程問題，進而為從事工程力學研究做必要的準備。全書包括基本方法篇，動力學篇，固體力學篇，流體力學篇。在基本方法篇，主要介紹如何從系統(tǒng)科學角度審視與力學相關的工程問題，如何對工程力學問題進行定性研究、機理研究、數(shù)據(jù)研究，把握工程力學問題的內(nèi)在規(guī)律。在此后幾篇，選擇了我國學者在航空航天、船舶推進、高速鐵路、高層建筑、柔性電子、風力發(fā)電、武器戰(zhàn)斗部等工程領域的11個力學研究案例，分別介紹如何將復雜的工程力學問題進行簡化，梳理研究思路，最終解決問題，滿足工程設計、研制和運行需求。
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1981年，畢業(yè)于山東工業(yè)大學數(shù)學力學專業(yè)，獲理學學士；
1984年，畢業(yè)畢業(yè)于山東工業(yè)大學固體力學專業(yè)，獲工學碩士；
1988年，畢業(yè)于南京航空航天大學固體力學專業(yè)，獲工學博士。1988~2007，南京航空航天大學講師，副教授，教授，副校長，校長；
1992~1994，德國Stuttgart大學洪堡基金研究員；
1996~1997，美國Duke大學訪問教授；
2007~2017，北京理工大學教授，校長；
2018~迄今，北京理工大學教授，校學術委員會主任。力學專業(yè)，動力學與控制方向作為第一作者發(fā)表論文77篇，作為通訊作者發(fā)表論文282篇；其中，被SCI收錄論文235篇，被EI收錄322篇；被他人引用超過1.7萬次。代表性論文如下：
1. Hu HY, Dowell EH, Virgin LN. Resonances of a Harmonically Forced Duffing Oscillator with Time Delay State Feedback, Nonlinear Dynamics, 1998, 15: 311-327; 他引230次。
2. Wang L.F., Hu HY. (2005), Flexural Wave Propagation in Single-Walled Carbon Nanotubes, Physical Review B, 2005, 71: 195412.1-7；他引575次。
3. Du ML, Wang ZH, Hu HY. Measuring Memory with the Order of Fractional Derivative, Scientific Reports, 2013, 3: 3431；他引392次。國家科學技術獎勵委員會委員，中國科學院學學部主席團成員，學部科學道德建設委員會主任，國務院學位委員會力學學科評議組召集人，中國力學學會監(jiān)事長。
本書三級目錄篇幅太長，詳見書稿。
一、基本方法篇
第1章 工程研究的系統(tǒng)思維 1
1.1 科學、技術、工程 1
1.2 系統(tǒng)科學 6
1.3 工程系統(tǒng) 7
1.4 系統(tǒng)工程 12
1.5 基于模型的系統(tǒng)工程 14
1.6 思考題 17
拓展閱讀文獻 17
第2章 工程力學的定性研究 19
2.1 因果分析 19
2.2 量綱分析 23
2.3 相似分析 32
2.4 對稱性分析 36
2.5 思考題 46
拓展閱讀文獻 47
第3章 工程力學的機理研究 49
3.1 穩(wěn)定性分析 49
3.2 非線性分析 65
3.3 多尺度分析 82
3.4 耦合分析 93
3.5 延遲分析 112
3.6 不確定性分析 118
拓展閱讀文獻 130
第4章 工程力學的數(shù)據(jù)研究 131
4.1 數(shù)據(jù)采集 131
4.2 數(shù)據(jù)分析 135
4.3 數(shù)據(jù)驅動建模 147
4.4 思考題 158
參考文獻 158
二、動力學篇
第5章 嫦娥二號拓展任務的飛行軌道設計 159
5.1 研究背景 159
5.2 對飛往日地Lagrange點的認識 160
5.3 從繞月軌道至日地L2點的轉移軌道設計 165
5.4 再次拓展任務分析 170
5.5 飛越探測小行星的軌道設計 174
5.6 問題與展望 177
5.7 思考題 178
拓展閱讀文獻 179
第6章 高速鐵路的動力學選線設計 181
6.1 研究背景 181
6.2 對車輛－軌道耦合動力學的認識 183
6.3 高速鐵路線路平縱斷面優(yōu)化設計方法 194
6.4 高速鐵路動力學選線設計應用實踐 196
6.5 問題與展望 201
6.6 思考題 202
拓展閱讀文獻 202
第7章 高層建筑結構的抗震整體可靠性預報 203
7.1 研究背景 203
7.2 對高層建筑結構地震響應的認識 204
7.3 高層建筑結構的線性地震響應 206
7.4 高層建筑結構的非線性地震響應與整體可靠性 214
7.5 問題與展望 223
7.6 思考題 223
拓展閱讀文獻 224
三、固體力學篇
第8章 裝備結構的輕量化設計 225
8.1 研究背景 225
8.2 對結構輕量化設計的認識 227
8.3 輕質(zhì)結構的力學設計 231
8.4 輕巧承力功能一體超結構研究 239
8.5 問題與展望 245
8.6 思考題 246
拓展閱讀文獻 246
第9章 大推力火箭發(fā)動機的主傳力結構設計 247
9.1 研究背景 247
9.2 對主傳力結構優(yōu)化設計的認識 248
9.3 空間桁架型主傳力結構的優(yōu)化設計 250
9.4 連續(xù)體型主傳力結構的優(yōu)化設計 257
9.5 問題與展望 264
9.6思考題 265
拓展閱讀文獻 266
第10章 基于高溫復合材料的空天結構設計 267
10.1 研究背景 267
10.2 對高溫復合材料結構力學設計的認識 268
10.3 高溫復合材料結構力學設計方法 272
10.4 工程實踐-火箭用發(fā)動機噴管結構力學設計與評價 283
10.5 問題與展望 287
10.6 思考題 287
拓展閱讀文獻 288
第11章 柔性電子器件的結構力學設計 289
11.1 研究背景 289
11.2 對電子器件結構柔性化的認識 290
11.3 結構柔性化設計 291
11.4 問題與展望 308
11.5 思考題 309
拓展閱讀文獻 310
四、流體力學篇
第12章 風力發(fā)電機葉片的氣動設計 311
12.1 研究背景 311
12.2 對風力機葉片設計的認識 312
12.3 風力機葉片的氣動設計方法 317
12.4 風力機葉片設計的工程實踐 327
12.5 問題與展望 331
12.6 思考題 332
拓展閱讀文獻 332
第13章 武器戰(zhàn)斗部的聚能射流效應設計 333
13.1 研究背景 333
13.2 對聚能射流效應的認識 334
13.3 聚能射流及其破甲的近似理論 338
13.4 聚能射流效應設計方法 343
13.5 反坦克火箭彈的聚能射流戰(zhàn)斗部設計 347
13.6 問題與展望 350
13.7思考題 351
拓展閱讀文獻 351
第14章 船舶螺旋槳的空泡流預報 353
14.1 研究背景 353
14.2 對螺旋槳空泡流的認識 354
14.3 螺旋槳空泡流建模和分析 357
14.4 螺旋槳空泡流模擬及其應用 362
14.5 螺旋槳的梢渦空泡噪聲預報 368
14.6 問題與展望 371
14.7 思考題 373
拓展閱讀文獻 373
第15章 高超聲速飛行的流動失穩(wěn)和轉捩預報 375
15.1 研究背景 375
15.2 對流動失穩(wěn)及轉捩的認識 376
15.3 流動穩(wěn)定性分析與案例 381
15.4 高超聲速邊界層流動轉捩的數(shù)值預報 386
15.6 問題與展望 394
15.6 思考題 395
拓展閱讀文獻 395
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