铁摩辛柯材料力学史

这本书的原型是我的《材料力学史讲义》。近25年以来，我一直在给工程力学专业的学生讲授材料力学这门课程，当然，他们已经学过了材料力学和结构理论。虽然在本书准备付梓过程中，我又将大量素材补充到原讲义里，然而课程核心要义却没有变化。在写作过程中，我已经关注到，有些读完材料力学必修课的学生，往往有意对此进行深造，并愿意了解一些材料力学领域的发展史。正是基于此，我无心罗列一个《弹性力学》的图书目录或者该学科的文献索引，因为它们已经广泛存在于现有图书中，例如，由托德亨特和皮尔森合著的《弹性理论与材料力学史》，或者克莱因与穆勒编写的《数学知识百科全书》第四卷内的很多文章。
在这里，倒更愿意用圣维南的《固体抗力与弹性的研究简史》一文为参照③，服务于更大的读者群体，对材料力学这门学科发展的主要脉络作出宏观的历史性回顾，而不去在意过多细枝末节。我认为：本书要做到这一点，就应当涵盖本学科杰出人物的生平简介，并讨论材料力学的发展与各国工程教育及工业发展状况之间的联系。比如，铁路运输的进步以及工程结构中钢材的应用，都给我们带来大量有关结构强度的新课题，已经对材料力学发展产生了重大影响。而在当下，内燃机与轻型飞机结构的进步也有异曲同工之处。
如果离开弹性理论与结构原理等相关学科的深耕细作，便无法对材料力学的演绎做出充分讨论。因为这些学科之间的关系紧密相连，所以必然少不了涉及它们的历史沿革。对此，我会仅仅撷取弹性理论中那些同材料力学发展密切相关的部分，而略去一切有关学科中纯理论或纯数学的发展过程；同样，仅就结构理论的发展而言，本书也不会触及那些单纯的技术性细节。
这里以时间为顺序，将学科历史分成若干时期；在每个阶段内，我都会讨论材料力学及相关学科的发展进程。当然，时间顺序并非金科玉律，在讨论某位特定学者成就时，我认为，将其所有贡献放在一起来介绍可能更恰当，即便它们中的一些也许并不属于正在讨论的那个时期。
编写过程中，很多已出版的科学史读物令人受益匪浅。包括以上提到的图书在内，手头还有一本由纳维原著，圣维南编辑、增订的《国立路桥学校应用力学课程总结》，在其第三版里，便包括后者的论文《固体抗力与弹性的研究简史》以及大量相关注释，这些都具有重要历史价值。另外，我还参考了由克莱布什编写、圣维南翻译的弹性力学著作，其中也涵盖对弹性力学早期发展史的简述。另外一些有价值的档案资料包括梅尔的《数学与物理科学史》、鲁尔曼的《工程力学史》、约瑟夫·伯川德的《来自科学院的颂词》以及弗朗索瓦·阿拉戈的许多英文传记作品①。为了对较新的出版物做出综述，就必须审读各种语言的大量期刊论文，虽然这是个耗时耗力的工作，但如果能够节省其他从事材料力学史研究者的心力，那么，我将衷心地倍感荣耀。
在此，非常感谢斯坦福大学的同事们①：奈尔斯教授对我有关桁架的早期发展史与超静定桁架分析中麦克斯韦-莫尔法的手稿部分提出了宝贵建议；多诺万·杨教授在初稿准备工作期间发表过许多建设性意见；毕肖普博士阅读过全部手稿并给出很多重要评述；我们的研究生詹姆士·基尔核对了校样。在此一并致谢。
斯蒂芬·普罗科菲耶维奇·铁摩辛柯（Stephen P.Timoshenko）
斯坦福，加利福尼亚
1952年12月

本书为“现代工程力学之父”斯蒂芬•普罗科菲耶维奇•铁摩辛柯撰写的经典著作History of Strength of Materials的中译本。全书浓缩18—20世纪材料力学发展之大成，具有重要的文献与史料价值。著作以时间为顺序、以人物为章节，内容涵盖材料力学发展300年间的大事件、大人物，涉及欧洲的早期大学教育理念及其工程专业教学模式。书中插图精美、语言流畅，呈现出诸多深奥的经典理论公式背后鲜为人知的故事，并还原出它们的提出场景、演化脉络和应用方式；这些不仅令人茅塞顿开，更有助于我们掌握材料力学学科的整个文脉。

斯蒂芬•普罗科菲耶维奇•铁摩辛柯，斯坦福大学教授，“现代工程力学”之父。其在工程力学领域耕耘约60年，一直致力于应用数学、力学理论解决工程实践中的技术难题，曾编写20余种力学著作和教材，并被工程师广泛参考，推动了全世界工程力学的发展。1957年美国机械工程师学会以铁摩辛柯的名字创办了一项奖章——“铁摩辛柯奖章”，铁摩辛柯为首位获奖者，以表彰他在工程领域享誉世界的影响力。

马乐为，西安建筑科技大学土木工程学院副教授，专长于建筑结构方向，曾获上海市科技进步二等奖。出版专著《基于MATLAB的结构动力学及其应用》、译著《工程结构体系创新——法兹勒•R•汗传》《罗伯特•马亚尔——建筑商、设计师与艺术家》。

引言 １ 
第１章 １７世纪的材料力学 ６ 
１．多米诺·伽利略·伽利雷（１５６４—１６４２） ６ 
２．伽利略在材料力学方面的成就 ９ 
３．国立学术机构 １３ 
４．罗伯特·胡克（１６３５—１７０３） １５ 
５．马略特（１６２０—１６８４） １９ 
第２章 弹性曲线 ２３ 
６．数学家伯努利 ２３ 
７．欧拉（１７０７—１７８３） ２６ 
８．欧拉对材料力学的贡献 ２９ 
９．拉格朗日（１７３６—１８１３） ３５ 
第３章 １８世纪的材料力学 ３９ 
１０．材料力学的工程应用 ３９ 
１１．帕朗（１６６６—１７１６） ４１ 
１２．库仑（１７３６—１８０６） ４５ 
１３．１８世纪的结构材料力学性能实验研究 ５２ 
１４．１８世纪的挡土墙理论 ５８
１５．１８世纪的拱理论 ６１ 
第４章 １８００—１８３３年的材料力学 ６７ 
１６．巴黎综合理工学院 ６７ 
１７．纳维（１７８５—１８３６） ７０ 
１８．纳维的材料力学著作 ７３ 
１９．１８００—１８３３年法国实验成果 ８０ 
２０．１８００—１８３３年的拱与悬索桥理论 ８３ 
２１．让·维克托·彭赛利（１７８８—１８６７） ８７ 
２２．托马斯·杨（１７７３—１８２９） ９０ 
２３．１８００—１８３３年的英国材料力学 ９８ 
２４．其他欧洲学者对材料力学的杰出贡献 １０１ 
第５章 数学弹性理论的开端 １０４ 
２５．弹性理论中的平衡方程 １０４ 
２６．奥古斯丁·柯西（１７８９—１８５７） １０７ 
２７．泊松（１７８１—１８４０） １１１ 
２８．加布里埃尔·拉梅与克拉佩龙 １１４ 
２９．板的理论 １１９ 
第６章 １８３３—１８６７年的材料力学 １２３ 
３０．威廉·费尔贝恩与伊顿·霍奇金森（１７８９—１８６１） １２３ 
３１．德国工程院校的发展 １３０ 
３２．圣维南对梁弯曲理论的贡献 １３５ 
３３．儒拉夫斯基（１８２１—１８９１）的梁截面剪应力分析 １４２ 
３４．连续梁 １４４ 
３５．雅克·安托万·夏尔·布雷斯（１８２２—１８８３） １４７ 
３６．埃米尔·文克尔（１８３５—１８８８） １５３
第７章 铁路工程中的材料力学 １５８ 
３７．箱梁桥 １５８ 
３８．早期的金属疲劳研究 １６４ 
３９．奥古斯特·沃勒（１８１９—１９１４）的成就 １６９ 
４０．移动荷载 １７５ 
４１．冲击问题 １８１ 
４２．桁架的早期理论 １８５ 
４３．卡尔·库尔曼（１８２１—１８８１） １９５ 
４４．麦夸恩·朗肯（１８２０—１８７２） ２０１ 
４５．麦克斯韦对结构理论的贡献 ２０８ 
４６．弹性稳定问题与柱公式 ２１３ 
４７．１８３３—１８６７年的挡土墙与拱理论 ２１６ 
第８章 １８３３—１８６７年的数学弹性理论 ２２３ 
４８．物理弹性及“弹性常数论战” ２２３ 
４９．剑桥大学早期的弹性力学成就 ２３０ 
５０．乔治·加布里埃尔·斯托克斯 ２３３ 
５０ａ．巴雷·德·圣维南（１７９７—１８８６） ２３８ 
５１．半逆解法 ２４２ 
５２．圣维南的晚年成就 ２４７ 
５３．杜哈梅（１７９７—１８７２）与菲利普斯（１８２１—１８８９） ２５１ 
５４．弗朗茨·诺伊曼（１７９８—１８９５） ２５５ 
５５．古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫（１８２４—１８８７） ２６２ 
５６．阿尔弗雷德·克莱布什（１８３３—１８７２） ２６５ 
５７．威廉·汤姆森·开尔文勋爵（１８２４—１９０７） ２７０ 
５８．詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（１８３１—１８７９） ２７８ 
第９章 １８６７—１９００年的材料力学 ２８７ 
５９．力学性能实验室 ２８７
６０．奥托·莫尔的成就 ２９４ 
６１．应变能与卡斯蒂利亚诺定理 ３００ 
６２．弹性稳定问题 ３０６ 
６３．奥古斯特·弗普尔（１８５４—１９２４） ３１２ 
第１０章 １８６７—１９００年的结构理论 ３１６ 
６４．静定桁架 ３１６ 
６５．桁架的挠度 ３２３ 
６６．超静定桁架 ３３０ 
６７．拱与挡土墙 ３３７ 
第１１章 １８６７—１９００年的弹性理论 ３４３ 
６８．圣维南学生的成就 ３４３ 
６９．瑞利勋爵 ３５０ 
７０．１８６７—１９００年的英国弹性理论 ３５５ 
７１．１８６７—１９００年的德国弹性理论 ３６０ 
７１ａ．１８６７—１９００年的二维问题解 ３６７ 
第１２章 ２０世纪的材料力学新进展 ３７１ 
７２．弹性极限内的材料特性 ３７２ 
７３．脆性材料的断裂 ３７６ 
７４．延性材料试验 ３８０ 
７５．强度理论 ３８７ 
７６．金属的高温蠕变 ３９１ 
７７．金属材料的疲劳 ３９７ 
７８．实验应力分析 ４０４ 
第１３章 １９００—１９５０年的弹性理论 ４１０ 
７９．菲利克斯·克莱因（１８４９—１９２５） ４１０
８０．路德维希·普朗特（１８７５—１９５３） ４１３ 
８１．弹性问题的近似解法 ４１８ 
８２．三维弹性问题 ４２３ 
８３．二维弹性问题 ４２８ 
８４．板壳的弯曲 ４３１ 
８５．弹性稳定 ４３６ 
８６．振动与冲击 ４４１ 
第１４章 １９００—１９５０年的结构理论 ４４６ 
８７．求解超静定体系的新方法 ４４６ 
８８．拱与悬索桥 ４５１ 
８９．铁轨应力 ４５６ 
９０．船舶结构理论 ４５９ 
后记 ４６６

本书为“现代工程力学之父”斯蒂芬•普罗科菲耶维奇•铁摩辛柯撰写的经典著作History of Strength of Materials的中译本。全书浓缩18—20世纪材料力学发展之大成，具有重要的文献与史料价值。著作以时间为顺序、以人物为章节，内容涵盖材料力学发展300年间的大事件、大人物，涉及欧洲的早期大学教育理念及其工程专业教学模式。书中插图精美、语言流畅，呈现出诸多深奥的经典理论公式背后鲜为人知的故事，并还原出它们的提出场景、演化脉络和应用方式；这些不仅令人茅塞顿开，更有助于我们掌握材料力学学科的整个文脉。

斯蒂芬•普罗科菲耶维奇•铁摩辛柯，斯坦福大学教授，“现代工程力学”之父。其在工程力学领域耕耘约60年，一直致力于应用数学、力学理论解决工程实践中的技术难题，曾编写20余种力学著作和教材，并被工程师广泛参考，推动了全世界工程力学的发展。1957年美国机械工程师学会以铁摩辛柯的名字创办了一项奖章——“铁摩辛柯奖章”，铁摩辛柯为首位获奖者，以表彰他在工程领域享誉世界的影响力。

马乐为，西安建筑科技大学土木工程学院副教授，专长于建筑结构方向，曾获上海市科技进步二等奖。出版专著《基于MATLAB的结构动力学及其应用》、译著《工程结构体系创新——法兹勒•R•汗传》《罗伯特•马亚尔——建筑商、设计师与艺术家》。