刘延柱 (1936~)，安徽旌德人。一般力学家与力学教育家。1959年毕业于清华大学工程力学研究班。长期致力于刚体动力学、陀螺力学、多体系统动力学、充液系统动力学、运动生物力学及非线性动力学等学科的教学和研究工作。20世纪70年代创建了静电陀螺仪动力学理论，为中国新型高精度陀螺仪的研制提供理论依据。所著《静电陀螺仪动力学》为当时国内外唯一系统叙述静电陀螺仪原理的学术著作。20世纪80年代为倡导和推广多体系统动力学，编写了中国最早的专著和研究生教材。同时以航天器姿态运动和人体运动为背景开展多体系统和充液系统动力学研究。20世纪90年代转为以航天器姿态运动的混沌和混沌控制为主的非线性动力学研究。2000年以后倡导以DNA几何形态为背景的弹性细杆超大变形的力学研究。共发表300余篇学术论文和10余本著作。研究成果曾获1981年国防工办重大技术改进成果奖，1987年国家自然科学四等奖，1988年国家体委科技进步三等奖，1998年和2005年两项教育部科技进步二等奖和一项三等奖，2000年和2004年两项上海市科技进步二等奖。他在力学教材建设和力学科普方面也有突出贡献，曾获教育部和上海市优秀教材两项一等奖和三项二等奖。历任上海交通大学教授、工程力学系主任和工程力学研究所所长，中国力学学会副理事长，科普工作委员会主任委员，一般力学专业委员会及生物力学专业委员会副主任委员等职。

一、学习和工作历程

刘延柱于1936年7月19日出生于江苏南京的一个邮局职员家庭，祖籍安徽旌德。小学毕业后就读原中央大学附中。1948年随父母迁居上海，转学晋元中学。1950年入上海俄语广播学校业余学习至毕业。1953年于晋元中学高中毕业。

1953年刘延柱考入清华大学土木工程系工业与民用结构专业。入学后获准免修俄语，得以自学其它外语。由于学习成绩优秀获清华大学学习优良奖状。1956年加入中国共产党。1957年被推荐进入第一届工程力学研究班。学习应用数学（钱伟长院士讲授）、分析力学（郑哲敏院士讲授）、流体力学（郭永怀院士讲授）、弹性力学（杜庆华院士讲授）、塑性力学（李敏华院士讲授）、板壳力学（黄茂光教授讲授）、弹性稳定性（王仁院士讲授）等固体力学专业的课程。两年的学习经历为日后的学习和工作打下坚实的数学和力学基础。1958年作为固体力学专业的毕业实践，参加杜庆华院士指导下的高压厚壁容器的实验和塑性力学计算工作。随后加入中科院力学研究所的探空火箭研究队伍，后被派往化学研究所筹备固体火箭燃料的研制。1959年毕业留校后被清华大学召回，参加工程力学数学系的建系工作。

1960年2月刘延柱被派往苏联莫斯科大学的力学数学系，进入Ишлинский院士领导的应用力学教研室进修。按照清华大学筹建一般力学专业的进修目标，学习了Ройтенберг教授，Румянцев, Ишлинский和Охоцимский等院士讲授的振动力学、运动稳定性、陀螺力学和宇宙飞行力学等课程。进修期间通过听课和参加讨论班，了解一般力学专业的培养计划和课程设置，完成一项研究工作，并担任莫斯科大学中国学生会的外事副主席。

1962年2月，刘延柱回国后继续在清华大学任教，投入一般力学专业的筹建工作。开设理论力学专门问题、非线性振动、火箭动力学和宇宙飞行力学等课程。在科研方面承担国防某单位委托的鱼雷动力学与控制的课题。主要成果是导出鱼雷的非线性动力学方程的解析积分，以确定鱼雷出发射管后非控制阶段的动力学过程。被委托单位用于分析和计算鱼雷从下沉到浮起阶段内的实际动力学问题。还承担了与三线建设有关的凿岩机减震课题。与研究生沈成武合作，采用动力消振器减震方案，做了一些实验，至“文化大革命”时中断。1968年他患重症肝炎一度病危，出院后全休。由于“文化大革命”期间原教研室被调整至精密仪器系与陀螺仪器教研室合并，1971年恢复工作后开始静电陀螺仪动力学的理论研究。

1973年，刘延柱工作调动至上海交通大学精密仪器系。他继续静电陀螺仪理论研究，总结撰写了《静电陀螺仪动力学》学术著作。同时与有关工厂和研究所协作，开展动压气浮陀螺仪和动力调谐陀螺仪的理论研究。1981年转入重新恢复建系的上海交通大学工程力学系任副教授。1985年在香山会议上被特批为教授和博士生导师，建立一般力学学科的博士学位授予点。

改革开放以来，刘延柱多次出访，与国际著名学者进行学术交流和合作研究。1983年4月~1984年4月，访问德国斯图加特大学和柏林工业大学的工程力学研究所，与W.O. Schiehlen教授和卡尔斯鲁厄大学J.Wittenburg教授交流讨论多体系统动力学的发展前景。在此期间，访问慕尼黑工业大学的Magnus教授和Pfeiffer教授，就陀螺力学和充液系统动力学问题作学术交流。此后于1991年4月~7月与Pfeiffer教授合作研究，2000年4月~8月与Wittenburg教授合作研究。且于参加1988年8月至10月法国格勒诺布尔第17届国际理论和应用力学大会后, 1995年7月至9月德国汉堡第3届国际工业与应用数学大会后，2003年9月德国不来梅国际宇航科学大会后，多次访问德国。先后于斯图加特大学、卡尔斯鲁厄大学、慕尼黑工业大学、杜伊斯堡大学，达姆施塔特大学和维也纳工业大学等校作学术报告。1987年访问原苏联莫斯科动力学院作学术报告。同年在日本参加第2届中日美生物力学讨论会期间，访问大阪大学作学术报告。1991年7月~1992年1月，与加拿大多伦多大学Rimrott教授合作研究。在此期间，于参加美国亚特兰大第3届中日美生物力学讨论会后访问哥伦比亚大学生物力学实验室。2001年8月~10月应Zu教授邀请再次访问加拿大多伦多大学。

20世纪80年代，刘延柱为倡导和推广多体动力学新分支学科，先后在多所高校举办讲座。编写了国内最早的多体动力学专著和研究生教材。同时结合航天、机器人、车辆和体育科学等方面的实际问题，开展多体系统和充液系统动力学的研究工作。20世纪90年代转为以航天器姿态运动的分岔、混沌和混沌控制为主的非线性动力学研究。2000年以后倡导以DNA几何形态为背景的弹性细杆超大变形的力学研究。

刘延柱先后任上海交通大学工程力学系主任及工程力学研究所长；校学术委员会及学位委员会委员。中国力学学会第四届常务理事，第五届副理事长，科普工作委员会主任委员，一般力学专业委员会及生物力学专业委员会副主任委员，力学史与方法论专业委员会委员；中国体育科学学会第二、三届运动生物力学分会委员；中国宇航学会及中国惯性技术学会会员；德国力学学会(GAMM)及欧洲力学学会(EUROMEC)会员；国务院学位委员会第二、三、四届力学学科评议组成员；教育部直属工科院校工程力学教材委员会第一、二、三届委员；国家自然科学基金委员会第二、三届力学学科评审组成员；《力学季刊》及《力学与实践》副主编；《上海交通大学学报》、《力学学报》、《固体力学学报》、《中国生物医学工程学报》、《应用力学学报》、《非线性动力学学报》、《生物力学》、TechnischeMechanik等刊物编委；科学出版社《力学丛书》和高等教育出版社《大众力学丛书》的编委等职务。2006年退休。

二、学术成就

  (一) 陀螺力学

1960~1962年，刘延柱在莫斯科大学Ишлинский院士指导下开始陀螺力学研究工作。1961年在《莫斯科大学学报》发表了他的第一篇陀螺力学论文，研究了框架陀螺仪的装配工艺误差对指示精度的影响。

刘延柱在陀螺力学领域内的主要贡献是创建了完整的静电陀螺仪动力学理论，为这种新型陀螺仪的研制工作奠定理论基础。静电陀螺是用于核潜艇的新型高精度陀螺仪。20世纪70年代初，第六机械部向清华大学、上海交通大学和707所下达联合研制课题。研制工作需要解决的关键问题之一是为这种新型高精度陀螺仪提供必要的理论分析和计算公式。刘延柱在缺乏国外资料的情况下，建立了静电陀螺在静电场和磁场作用下的动力学模型，提供了实用的计算方法。对转子偏离球形产生的静电场干扰力矩导出解析形式的计算公式，用于确定陀螺的漂移率与转子姿态之间的对应关系，从而建立起陀螺漂移的数学模型。同时他利用非线性振动近似解析方法，研究了陀螺在驱动阶段和对中阶段的磁场力矩以及磁场干扰力矩作用下的解析形式运动规律。由此总结出刚体受与其同步旋转力矩作用下章动角变化的普遍规律，给出清晰的物理解释。分析了无接触自由转子的旋转轴位置随转速的变化规律。此外还提出了静电陀螺垂直仪的应用方案，作了相应的理论分析。按照此方案，上海交通大学与702所协作实现的静电陀螺稳定平台获得1980年国防工办重大技术改进成果三等奖。参与研制的静电陀螺仪获得1985年中国船舶工业总公司技术进步二等奖。作为对静电陀螺仪理论研究成果的总结，1979年撰写出版的《静电陀螺仪动力学》全面地阐述静电陀螺仪在重力场、静电场和磁场中的运动规律和漂移数学模型，至今仍为有关技术人员的重要参考书。该书出版时为国内外唯一的系统叙述静电陀螺仪原理的学术著作。至1988年国际上才出现苏联Мартыненко的同类著作，书中将刘著引为参考文献。

1976年以来，配合高精度新型陀螺仪的研制工作，刘延柱还系统地研究了动压气浮陀螺仪、动力调谐陀螺仪、半球壳体谐振陀螺仪和流体转子陀螺仪等各种新型陀螺仪的动力学原理。先后与原中国船舶工业总公司442厂、航天工业部22所等单位协作，参与动压气浮陀螺仪研制工作，协助解决研制过程中出现的理论问题。例如，根据他的理论分析，增大驱动电机的转差率可以明显提高陀螺精度，得到了实验的证实。1981年与周恒院士合作撰写出版了《气体动压轴承的原理及计算》，总结了此阶段的工作。与上海航天局的上海仪表厂、原航天工业部558厂等单位协作，在协助解决理论问题的过程中建立动力调谐陀螺仪的基本动力学原理。分析了各种非理想因素对陀螺运动的影响，为改进陀螺精度提供理论依据。

1985年，刘延柱为科学出版社的《力学丛书》撰写《陀螺力学》著作。当时国内为陀螺仪设计专业使用的陀螺原理教材中，建立和求解陀螺仪动力学微分方程的过程极其繁琐冗长。该书将陀螺仪进动方程化作复数形式，在复数平面内利用常微分方程的奇点理论判别陀螺顶点轨迹的几何形态和稳定性。与传统方法比较，数学表达更为简明。书中还利用非线性振动的近似解析方法使繁琐的数学推导过程明显简化（例如陀螺罗经冲击误差的推导）。该书的另一特点是将静电陀螺和动力调谐陀螺等新型陀螺仪原理与陀螺力学的传统理论纳入统一的理论体系而不同于国内外已有的同类著作。1986年该书出版后，曾被多伦多大学Rimrott编著的同类著作列为参考文献。2009年该书的第二版在初版基础上增加了充液陀螺、平面上滚动陀螺和自旋卫星等新内容。关于新型陀螺仪动力学的理论研究项目“陀螺动力学理论研究”获得1987年国家自然科学四等奖。

(二) 刚体动力学

刘延柱在刚体动力学方面的主要工作是推广和扩展了Serret-Andoyer变量的实际应用。Serret-Andoyer变量是利用动量矩坐标系定义的描述刚体定点运动的状态变量。与传统的欧拉角比较，更适合分析受微弱力矩作用的刚体或高速旋转刚体的运动。原苏联的Булгаков，Белецкий和Мартыненко等曾用于分析陀螺仪和自旋卫星的姿态运动，但国内很少注意。刘延柱于20世纪70年代末曾用于推导欧拉情形刚体定点运动的解析积分，在指导洪嘉振的硕士学位论文时用于分析静电陀螺仪。随后完成的一系列工作将Serret-Andoyer变量的应用范围扩大到带转子的陀螺体和一般多刚体系统以及充液刚体和带弹性部件刚体等更复杂的系统。

关于刚体在粗糙平面上旋转滚动的稳定性问题，1971年Magnus曾利用粘性摩擦规律导出线性系统的稳定性判据。由于用粘性摩擦代替库伦摩擦的假定明显不合理，刘延柱于1984年在库伦摩擦的任意非线性规律条件下，用逐次近似方法导出相同的稳定性判据。他还导出了刚体绕赤道轴旋转的稳定性判据，对直立旋转的“哥伦布蛋”现象给出严格的理论解释。非轴对称刚体在粗糙平面上旋转时出现的抖动后退现象，即所谓凯尔特石现象曾吸引国外力学界的浓厚兴趣。以Kane的数值模拟和Magnus的解析分析为代表，提出了各种理论解释，但国内很少注意。刘延柱于1982年发表的论文中应用了不同的分析方法，即首先证明旋转方向的改变使稳定摆动转为不稳定，然后证明摆动刚体接触点处库伦摩擦力的平均效应使转动减速乃至倒退。从而对这种刚体后退的奇异现象给出更清晰的物理解释。

(三) 多体系统动力学

多体系统动力学将经典力学原理与现代计算技术相结合以解决大型复杂系统的动力学问题，是一般力学领域中与工程技术结合最密切的新分支学科。刘延柱于20世纪80年代初期即将多体系统动力学确定为主要研究方向。他将J. Wittenburg的英文专著交给刚毕业留校的研究生洪嘉振，较早开出这门研究生课程。1983年访问德国期间他遍访该学科的国际著名学者，与卡尔斯鲁厄大学J. Wittenburg和斯图加特大学W.O.Shiehlen等教授建立联系，获取资料。1984年回国后，与洪嘉振和杨海兴在上海力学会举办“多刚体系统动力学”讲座。随后在重庆大学、西南交通大学、大连理工大学、吉林工业大学、华中理工大学、湖南大学等十余所高校举办讲座，向国内力学界倡导和推广这个新分支学科。

与此同时，刘延柱率领的研究集体结合航天、机器人、车辆和体育科学等方面的实际课题开展研究工作。如指导硕士生杨海兴和忻鼎亮研究了带弹性部件多体系统的动态响应和自旋稳定性。在基础理论方面，1988年他提出用矩阵代替对偶数表达的旋量－矩阵建模方法。1989年对于任意树形自由多刚体系统，利用Lyapunov直接方法导出解析形式的自旋运动稳定性判据。1991年在与多伦多大学Rimrott教授合作研究期间，对弹性铰连接的双体系统自旋运动，以及带弹性部件n体系统的自旋运动导出解析形式的稳定性判据。指导访问学者戈新生发展了利用完全笛卡尔坐标的建模方法。指导博士生陈力和顾晓勤研究了航天器载的空间机械臂的逆动力学、路径规划、工作空间和控制规律设计等问题。在数值计算方面，与洪嘉振共同指导潘振宽、屠锦荣等博士生发展了多体系统的递推组集建模方法和相应的计算软件，指导硕士生梁敏研究了多体系统的撞击动力学。

1989年，刘延柱与洪嘉振、杨海兴合作编著出版的《多刚体系统动力学》是国内最早论述这个分支学科的专著和基本参考文献。作为以航天工程为背景的多体系统动力学和控制的研究成果，“航天器复杂动力学与控制”和“航天器姿态运动：建模、分析和控制”项目分别获得1998年和2005年两项教育部科技进步二等奖。

(四) 充液系统动力学

1961年，刘延柱和王照林在莫斯科大学接触以Жуковский的经典理论和Румянцев的运动稳定性理论为代表的充液刚体动力学。回国后较早在国内开展该学科的研究工作。1990年他提出用Jourdain原理推导刚体－液体混合系统动力学方程的统一方法。指导博士生包光伟和硕士生金峰、夏小和研究了带隔板球腔内液体晃动规律，以及微重力场中液体晃动的三维空间摆等效力学模型。1984和1992年他将基于平均涡量概念的Pfeiffer离散化方法应用于Euler情形和Lagrange情形绕定点运动的充液刚体,导出了简明的解析形式稳定性判据，成为判断充液卫星和弹丸自旋稳定性的实用方法。1992年他研究了粗糙平面上滚动的充液陀螺的自旋稳定性。1999年指导博士后岳宝增研究了三维液体大幅晃动的仿真计算。

20世纪80年代初，刘延柱编写了《充液系统动力学》油印讲义，是该学科国内最早的研究生教材。后来发展为1995年出版的《航天器姿态动力学》部分内容，系统叙述了充液刚体动力学的基本理论。多伦多大学Rimrott教授在国际期刊上发表对该书的评介中指出：“关于多体、变形体和充液等复杂航天器姿态运动的系统性论述是该书的特色”。2002年他与王照林合作的《充液系统动力学》专著中，撰写了利用Jourdain原理推导刚体－液体混合系统动力学方程，以及利用等效刚体和平均涡量概念分析充无旋液体和有旋液体的刚体动力学内容。关于充液系统动力学的研究成果获得1998年教育部科技进步三等奖。

(五) 非线性动力学

将现代非线性动力学的分岔与混沌理论应用于航天工程实践，可为航天器姿态动力学的研究提供新视点和新方法，也为非线性动力学现代理论提供实际工程背景。1991年刘延柱从多伦多大学回国后，即开展航天器姿态运动中的分岔与混沌问题的新研究方向。指导彭建华、成功和陈立群等博士生完成了一系列研究工作。如应用解析和数值方法研究挠性联结双体卫星、带挠性附件卫星和多体卫星的姿态稳定性与分岔；应用解析和数值方法研究绳系卫星、带偏心转子的陀螺体卫星、受地球引力和磁场共同作用卫星的混沌姿态运动和混沌控制等。他指导的博士生陈立群首次明确阵发性是计及阻尼时航天器姿态运动进入混沌的可能途径，进一步验证了不考虑阻尼时航天器姿态运动进入混沌的途径是准周期环面的破裂。他们还提出将参数开闭环方法和改进的精确线性化方法应用于混沌的控制。他指导的博士后于洪洁提出了基于线性稳定性的混沌同步化计算方法。上述工作为控制失稳航天器的混沌姿态运动提供了理论依据。2013年他与陈立群为清华大学出版社/Springer出版社合作撰写了英文专著Chaosin Attitude Dynamics of Spacecraft，对上述研究成果做了系统的总结。关于航天器姿态运动中的稳定性、分岔和混沌及其控制混沌的研究成果“航天器姿态运动的稳定性、分岔和混沌”和“混沌系统的控制及其应用”分别获得2000年和2004年两项上海市科技进步二等奖。

此外，刘延柱指导博士生彭建华和成功研究了刚体动力学和陀螺力学中的混沌现象，如准拉格朗日刚体、万向铰悬挂的刚体，参数激励刚体以及框架陀螺仪的混沌运动。通过对陀螺仪混沌运动的分析，提出了对陀螺仪随机漂移现象不同于传统概念的新解释。他还指导博士生屈求真研究了基于轮胎非线性特性的汽车动力学问题。他指导的博士后化存才研究了与孤立波有关的非线性动力学问题。

(六)运动生物力学

1981年，刘延柱对Kane建立的猫空中转体的双刚体模型产生了兴趣。对描述猫腾空运动的非线性微分方程导出了解析积分，与Kane的数值计算结果一致，从而解释了空中转体现象。此后转为对人体运动的研究。1984年对运动员的空翻转体运动建立了数学模型，导出解析积分。对运动员空中转体1080°的可能性做了理论论证。随后受上海市体育运动委员会的委托，以提高跳高运动员的成绩为目的，研究了人体腾空运动的计算软件。具体的程序编制由洪嘉振带领学生完成。“人体腾空运动仿真系统”项目于1988年获得国家体委科技进步三等奖。

关于运动生物力学的研究方法问题，刘延柱提倡将描述人体多刚体模型运动状态的坐标区分为内坐标和外坐标。内坐标描述肢体相对躯体的动作，是根据感官获取的信息由大脑意识控制的主观行为，其数学形式表现为完整或非完整约束方程。外坐标确定躯体的位置和姿态，由动力学微分方程确定。由此经典力学严谨的研究方法得以进入运动生物力学领域。作为上述思想的具体应用，他研究了人体的各种基本运动。除上述人体的空翻转体运动以外，分析了站立和步行的稳定性、竞走运动、跳跃运动、鞍马全旋运动、单杠振浪运动、自行车运动等各种运动项目的力学原理。在步行运动的研究中，他提出了动态稳定性的定义和相应的动态稳定域概念。

(七) 超大变形弹性细杆力学

刘延柱2000年在德国访问期间了解到，分析弹性细杆的Kirchhoff动力学比拟方法由于在DNA几何形态的计算中得到应用而重新受到学术界的重视，形成经典力学与分子生物学结合的交叉学科。通过Kirchhoff动力学比拟，刚体动力学的研究方法被移植到弹性力学领域，有效地处理弹性细杆的超大变形问题。除分子生物学以外，也适用于电缆、钻杆、输油管等细长工程对象。他于是开始搜寻资料，为在国内开展研究工作进行准备。

在总结资料的基础上，刘延柱于2001年开始编写基于Kirchhoff动力学比拟的弹性细杆力学专著，同时开展部分研究工作。在关于弹性直杆和螺旋杆的静态和动态平衡稳定性的研究中，指出传统的材料力学中的欧拉稳定性与Kirchhoff模型的Lyapunov稳定性之间的区别和联系。例如，根据Lyapunov稳定性概念判断，压杆稳定而拉杆不稳定，与传统的压杆失稳概念相悖。他还证明了受压的直杆和螺旋杆的静态欧拉稳定性是动态Lyapunov稳定性的必要条件。他与访问学者薛纭合作，导出了弹性细杆的动力学普遍方程，建立了弹性杆静力学和动力学的分析力学理论框架。作为Kirchhoff模型的实际工程应用，分析了卫星弹性部件的盘绕折叠过程。他指导硕士生盛立伟研究了在粘性介质，圆柱面约束等各种条件下直杆和螺旋杆的动态稳定性和弯曲振动。包含上述研究成果的《弹性细杆的非线性力学－DNA力学模型的理论基础》一书于2006年出版，是国内系统论述相关理论的唯一专著。退休后他仍继续此研究方向，考虑轴向伸缩和截面剪切变形等Kirchhoff模型所忽略的因素，开始研究更为精确的Cosserat模型的弹性杆动力学。

三、治学风格

刘延柱在研究工作中有自己的特色和风格。何友声院士对此有以下精辟的论述。

“尤其值得称道的是刘延柱教授对建立新兴学科和交叉学科的敏感性。上世纪70年代，为解决高精度静电陀螺仪研制工作的需要，他作为力学工作者一头扎进这类新型陀螺仪的理论研究，从物理模型的提炼到方程的建立和求解，创建了自已的独特体系，获得了国家自然科学奖励。80年代初他在我国开拓多体系统动力学，在理论研究的同时致力于在宇航工程和体育运动方面的应用。他关于分岔和混沌理论应用于航天器姿态控制的工作有助于非线性动力学的现代理论与工程技术的结合。近年来，他的兴趣转向用刚体动力学方法研究弹性细杆超大变形问题，出版了有关专著，对力学学科与分子生物学的交叉起了促进作用。刘延柱教授在上述各个分支学科中的贡献得到了国内外同行的充分认可和赞赏。”

“他毕业于第一届清华工程力学研究班，嗣后又赴苏联莫斯科大学应用力学教研室进修，因此深受哥廷根学派和莫大学派的熏陶。前者以理论与实际、科学与技术、数学学科与应用学科紧密结合著称，强调解决工程关键问题，要求细致观察物理现象，提取反映本质的物理模型，然后用最有效的数学手段加以解决；后者则更多地要求数学功底的到位，追求解的完整、严密、优雅和完美。刘延柱深得两大学派的真谛，汲取两者之长，充分反映在他的300多篇学术论文和10余部著作中。”

纵观刘延柱的理论研究成果，以追求形式完美简约避免繁琐冗长的数学推导为特色。这一特点充分体现在他导出的各种稳定性判据之中。此外他认为，所有数学推导得出的结论都必须有合理的物理解释，必须与实验现象一致。以刚体在同步旋转力矩作用下的章动角变化规律为例，他在理论分析的同时附有直观的物理解释，指出Крылов和Grammel使用进动理论解释同一问题却与实验结果相反的错误原因。他的论文在发表前对文字叙述、插图、符号选择、数学公式推导等细节都力求完美。完稿前一次次修改删节，力求最简明的表达。他的研究兴趣广泛，不因问题太小或太“另类”而不屑一顾。从凯尔特石、哥伦布蛋到滑板、独轮车，问题再小也要做完整和严格的理论分析。

四、教书育人、为人师表

刘延柱不仅讲授多门研究生课程，而且坚持为本科生讲授理论力学、高等动力学和振动力学等基础力学课程。他在教材建设方面也投入了大量精力，为本科生和研究生编写了多本优秀的力学教材。

l991年刘延柱和杨海兴合作编著出版了《理论力学》，为普通高等教育“九五”国家级重点教材和国家教委工程力学专业教学指导委员会的推荐教材。教材对传统的理论力学体系作了很多改进，如提高起点，重视对运动过程的分析，加强分析法和建立运动微分方程的训练，注意使用矢量和矩阵等数学工具以适应计算机的使用要求等。2001年和杨海兴、朱本华合作第二版的适用面扩大到一般工科专业本科生，列入面向21世纪课程教材。2009年第三版为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。1996年该书获国家教委和上海市优秀教材二等奖各一项。他参与主讲的上海交通大学理论力学课程被评为国家级精品课程。

作为理论力学提高部分教材，刘延柱于2001年编著出版了《高等动力学》。教材除叙述传统的经典力学内容以外，增加了如机电耦合系统、多刚体系统等现代内容。2004年该书获上海市高校优秀教材二等奖。相关的课程建设项目“高等动力学课程改革”获得2005年上海市教学成果三等奖。

1998年刘延柱和陈文良、陈立群合作编著的《振动力学》也是普通高等教育“九五”国家级重点教材，2000年重印时列入面向21世纪课程教材。为使本科生了解必要的非线性振动知识，教材用直观的定性分析方法和简单的近似解析方法讨论非线性振动，着重从物理概念上说明各种非线性现象。教材还适当介绍反映近代非线性动力学研究成果的分岔、混沌等新概念。曾获1999年上海市优秀教材一等奖和2001年中国高校科学技术奖教材类一等奖。该书于2011年出版了第二版。相关的课程建设项目“振动力学教学内容革新与教材建设”获得2001年上海市教学成果二等奖。退休后他仍担任上海交通大学国家级精品课程“振动力学”的顾问。

刘延柱与洪嘉振、杨海兴合著的《多刚体系统动力学》研究生教材获1992年国家教委优秀教材二等奖。该书2014年第2版拓展为《多体系统动力学》，是教育部推荐的研究生教学用书。2000年他与陈立群合著的《非线性动力学》入选上海市研究生教育用书。2001年他与陈立群合作编著的《非线性振动》为教育部推荐的研究生教材。

刘延柱在研究生培养方面做到了精心培养和严格要求。他甘当人梯，奖掖后进，无私奉献，不遗余力地为年轻人的成长创造条件。例如在建立多体系统动力学新学术领域过程中，他将相关的新课程和新课题都毫无保留地交给学生，支持学生成为新学科的带头人，而自己退居幕后另行开拓研究方向。他所指导的研究生有9人获得博士学位，23人获得硕士学位，并指导博士后3人和国内高级访问学者2人。在所指导的研究生中，有高等学校教学名师奖获得者、全国模范教师、国家杰出青年基金获得者和教育部“长江学者”特聘教授。1988年和1998年他两次获上海交通大学优秀博士生导师奖。他指导的博士论文被评为2000年上海市优秀博士论文。

刘延柱在科学研究方面严谨治学，一丝不苟，为年轻人做出了表率。他尊重别人的工作，参考文献尽可能不遗漏前人的贡献。他淡泊名利，诚恳待人，真诚对待同行和学生，在学术问题上与学生平等讨论。对年轻人的提问和求助他来者不拒，对从未谋面甚至不具名的电子信件有信必复。审阅稿件时着力发掘亮点，不轻易退稿，对作者难以改好的稿件（包括英文摘要）他自己花时间直接修改。2004年他被评为上海交通大学师德标兵。

除课堂教学和研究生培养以外，他热心力学科普工作。在担任中国力学学会科普工作委员会主任委员期间，领导组织了全国中学生力学竞赛、少数民族中学生和海峡两岸中学生力学竞赛和力学夏令营。发表了数十篇力学科普文章，以生动有趣的语言解释各种身边的力学现象。编写出版了《趣味刚体动力学》，使读者通过各种有趣的事例了解刚体动力学的基本原理。编写出版了《趣味振动力学》，以生动通俗的方式介绍了振动力学的基本理论。

刘延柱于1982年被表彰为上海市优秀共产党员。1986年被表彰为全国教育系统劳动模范并获人民教师奖章。1991年起享受国务院特殊津贴。

五、刘延柱主要论著

刘延柱. 1979. 静电陀螺仪动力学. 北京:国防工业出版社.

刘延柱. 1982. 自由下落猫的转体运动. 力学学报，14(4) : 388-393.

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发表于：郑哲敏(主编). 二十世纪中国知名科学家学术成就概览力学(第三分册). 科学出版社, 2015: 272-283页