力学学科的50篇重要文献

武际可

2005年，在上海召开的第二届力学史与方法论学术讨论会上，笔者发表了一篇《1920年以前力学发展史上的100篇重要文献》。在那以后，笔者就开始留心1920年以后的重要文献。

将近二十年过去了。笔者挑选了1920年后的49篇文献。还补充了一篇是1920年以前的文献：The law of transformation of the bone。它发表于1892年，但直到100年之后，才引起世人的广泛注意。这就是生物力学中著名的沃尔夫定律的原始文献。

文章大致以时间先后排列，也许它们可从一个方面反映力学在这一百年来的发展。

 

1.Julius Wolff（1836–1902）

The law of transformation of the bone。Das Gesetz der Transformation der Knochen - 1892. Reprint: Pro Business, Berlin 2010, ISBN 978-3-86805-648-8

最早研究骨骼生长于受力的关系。是生物力学最早的文献。后来有人以伍尔夫定律命名。

 

2.Stephen Timoshenko（1878-1972）

Timoshenko, S. P., 1921, On the correction factor for shear of the differential equation for transverse vibrations of bars of uniform cross-section, Philosophical Magazine, p. 744.

Timoshenko, S. P., 1922, On the transverse vibrations of bars of uniform cross-section, Philosophical Magazine, p. 125.

以上两篇文章奠定了在梁的振动时考虑转动惯量的影响，后人称为铁木辛柯梁

 

3.Sir Geoffrey Ingram Taylor（1886-1875）

Taylor, G.I. (1923). "Stability of a Viscous Liquid contained between Two Rotating Cylinders". Phil. Trans. Royal Society A223: 289–343.

Taylor, G.I.得到了稳定性条件以及失穏后流动形态。是流体流动稳定性的一类重要问题。

 

4.George D. Birkhoff （1884-1944）

Dynamical Systems；1927年由American Mathematical Society 出版。

给出动力系统的一般定义。发展了动力系统的Birkhoff系统的提法。

 

5.Stephen Timoshenko（1878-1972）

Strength of Materials； 分I、II两部分，于1930年出版。影响比较大的材料力学教材。

 

6.Yakov Perelman（1882-1942）

Physics For Entertainment Volume 1、2，《趣味物理学》

关于物理和力学的科普读物。最早以俄文出版于1932年，后来出版续集与趣味力学等并被翻译为多国语言。

 

7.Stephen Timoshenko（1878-1972）

Theory of Elasticity

初版McGraw-Hill Book Company, 1st Ed. 1934, 第二版 1951 年与他的研究生 J. N. Goodier合作出版。1964年由徐芝纶和吴永祯合译出版中文版。

影响较大的教材。

 

8.Sir Geoffrey Ingram Taylor（1886-1975）

The Mechanism of Plastic Deformation of Crystals，Part I、II

1934年发表于Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character Vol. 145, No. 855 (Jul. 2, 1934), Part I，pp. 362-387 ；Part II，pp. 388-404

用位错解说金属韧性塑性变形的经典论文，完善了晶体位错理论，对后来材料科学产生了深远的影响。

 

9.Андрей Николаевич Колмогоров（1903-1987）

Local Structure of Turbulence in an Incom-pressible Viscous Fluid at Large Reynoulds Numbers

1941年发表在Dokl. Akad. Nauk SSSR 30:4(1941),299-301，是各向湍流能量耗散规律的经典文章。

 

10.Николай Иванович Мусхелишвили（1891-1976）

«Некоторые основные задачи математической теории упругости» (Сталинская премия первой степени за второе издание в 1941 году)

 中译本：数学弹性理论的几个基本问题（科学出版社1958），系统发展了平面弹性力学问题的复变函数解法。

 

11.Александр Александрович Андронов（1901-1952）

Теория Колебнии《振动理论》

1937年 与А. А. Витт、С. Э. Хайкин合著出版，最早在1928年提交会议文章（Предельные циклы Пуанкаре и теория колебаний.） 讲述极限环与非线性振动。后来本书又进行了系统地阐述。开辟了安德罗诺夫-霍普夫分叉研究的方向。

 

12.L. M. Milne-Thomson（1891-1974）

The Theoretical Hydrodynamics, published by Macmillan & Co. Ltd., London, appeared in 1938，第5版，1968.

有影响的教学参考书。

 

13.周培源(1902-1993)

P.Y. Chou, On the Velocity Correlations and the Solution of Equations of Turbulence Fluctuations,Quart. Appl. Math., 1945，Vol. 3, p 38.最早发表在Chinese Journal of Physics，4,1, 1940，pp.1-33

是湍流模式理论奠基性的论文。

 

14.Von Karmen(1881-1963),钱学森(1911-2009)

Von Karma and Tsian, “The Buckling of Thin Cylindrical Shells Under Axial

Compression” Jour. Aero Sciences. Vol 8, June, 1941.

最早用非线性理论求解受轴压圆柱壳的临界载荷，得到了下临界载荷。

 

15.Ludwig Prandtl(1875-1953)

Essentials of Fluid Mechanics,1944年德文版，2001年补充，2004年英文版。1974年有郭永怀翻译出版中文版。

影响较大的流体力学教程。

 

16.Leonid Ivanovich Sedov(1907-1999)

Similarity and dimensional methods in mechanics,本书初版与1944年。之后相继再版。19世纪50年代谢多夫和泰勒先后发表了关于强点源爆炸冲击波的研究，即：

Sedov, L. I., "Propagation of strong shock waves," Journal of Applied Mathematics and Mechanics, Vol. 10, pages 241 - 250 (1946).

Taylor, Sir Geoffrey Ingram, "The formation of a blast wave by a very intense explosion. I. Theoretical discussion," Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, Vol. 201, No. 1065, pages 159 - 174 (22 March 1950).

后来这些解及其方法都包含在这本书中。发展了系统地利用相似律来求解力学问题的方法。

 

17.Leonid Ivanovich Sedov(1907-1999)

Седов Л. И. Механика сплошной среды (учебник в 2-х томах. — 6-е изд. — СПб.: Лань, 2004. 《连续介质力学》中译本2007年出版。

 

18.钱伟长（1912-2010）

 Chien, Wei-Zang - The intrinsic theory of thin shells and plates. I. General theory (1944) [10.1090_qam_9744] - libgen.li.pd

Chien Weizang. The intrinsic theory of thin shells and plates, part Ⅱ: Application to the plates. Quarterly of Applied Mathematics, 1944, 2(1): 43-59.

Chien Weizang. The intrinsic theory of thin shells and plates, part III: Application to thin shells. Quarterly of Applied Mathematics, 1944, 2(2): 120-135.

MR0010867 (6,81i)

 弹性板壳的内禀理论，以张量形式对板壳方程进行非线性讨论并进行分类。

 

19.Warner Tjardus Koiter（1914-1997）

Over de stabiliteit van het elastisch evenwicht (On the stability of elastic equilibrium).1945年的博士论文.1967年有英译本：On the stability of elastic equilibrium (Washington, 1967)。

首开弹性系统屈曲后行为的一般理论。

 

20.Daniel C. Drucker（1918-2001）,William.Prager (1903-1980)

Extended Limit Design Theorems for Continous Media,1952年发表于Quart. Appl. Math. 9:381-389

奠定了理想塑性极限分析的理论基础.是塑性力学复兴时期代表性的论文。

 

21.R.S.Rivlin（1915-2005）

Large Elastic Deformation of  the General Theory IV——Further Developments of the General Theory，Proc. Roy.  Soc.,1948,A853:379-397

发展弹性大变形理论。

 

22.Lars Onsager（1903-1976）

Statistical hydrodynamics  Nuovo Cimento 1949，6（9  Suppl.）:279-287

是湍流标度理论的重要文献，又是后来研究大气和海洋湍流的重要理论推动力。

 

23.Sir Geoffrey Ingram Taylor（1886-1975）

The formation of a blast wave by a very intense explosion I. Theoretical discussion II. The Atomic Explosion of 1945

1945年分两期发表在Proceedings of the Royal Society of London. Series A上

强爆炸波的形成（从理论上推测原子弹的爆炸威力）。

 

24.Bernard George Neal（1922-2016），Paul Southworth Symonds（1916-2005）

Neal B. G. & Symonds P.S.，Plastic collapse and shakedowm theorems for structures of strain-hardening matereal，Journal of aeronautical sciences，Vol.17, No.5，May，1950

论文提出并证明了关于结构塑性变形中有关安定性的定理。

 

25.Herbert Goldstein（1922-2005）

Classsical Mechanics，Addison-Wesley，Publishing Compony，1950年第一版

一本有影响的教科书。

 

26.郭永怀（1909-1968）

On the flow of an incompressible viscous fluid past a flat plate at moderate Reynolds numbers（中等雷诺数下不可压缩黏性流体绕平板的流动1953年）

将传统的小参数展开的方法发展到有奇点的情形，是带奇点问题的摄动法被称为PLK方法。

 

27.Андрей Николаевич Колмогоров（1903-1987）

The Gerneral Theory of Dynamical Systems and Clasical Mechanics

这是1954年在阿姆斯特丹召开的国际数学家大会上，柯尔莫哥洛夫所做一小时报告。称在一定的假定下，可积的哈密尔顿系统的小扰动存在周期和殆周期运动。后来，1962和1963年分别由Moser和Arnold严格证明。被后人称为KAM定理

 

28.Theodore Von Karman（1881-1963）

Aerodymics，1954年由Connell University Press出版。

介绍空气动力学与航空发展的通俗读物。

 

29.胡海昌（1928-2011）

《论弹性体力学与受范性体力学中的一般变分原理》。1954年在《物理学报》发表的论文。

提出固体力学中的三类变量广义变分原理。这一原理推广了最小势能原理，是用位移、应变和应力为自变函数的一种无条件变分原理。

 

30.John D. Eshelby（1916-1981）

   The Determination of the Elastic Field of an Ellipsoidal Inclusion, and Related Problems，1957年发表于Proceedings of the Royal Society of London 241 (1226): 376–396.

得到在无限弹性介质中嵌入一个椭球的解.是后来弹性夹杂、复合材料和细观力学的奠基性的论文.

 

31.林家翘（1916-2013）

C. C. Lin, The Theory of Hydrodynamic Stability, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1955.

用渐近方法求解了Orr-Sommerfeld 方程，发展了平行流动稳定性理论。

 

32.Анато́лий Исаа́кович Лурье́（1901-1980）

Пространственные задачи теории упругости.《弹性理论的空间问题》М.: ГИТТЛ. 1955. 492 с

一本关于空间弹性力学问题的专著。

 

33.Зубов, Владимир Иванович（1830-2000），Мовчан А. А。

Зубов В.И.  Методы А.М.Ляпунова и их Применение,Изд-во ЛГУ,1957
Мовчан А. А.,Устойчивость процессов по двум метрикам Прикл. матем. и мех.", 1960, т. 24, в. 6, с. 988-1001

稳定性理论的新发展，将Liapunov的稳定性定义进行了重要的推广，使之能够应用于连续体系统。

 

34.Edward Norton Lorenz （1917-2008）

Deterministic Nonperiodic Flow，Journal of the Atmospheric Sciences 20 (2): 130–141. 1963

从大气对流问题简化为一个三阶常微分方程。即洛伦兹方程。求解中最早发现混沌现象。

 

35.Ray William Clough（1920-2016）

The Finite Element Method  in Plane Stress Analysis（1），发表于Proc.2nd  ASCE Conf. on Electronic Computation,Pittsburg PA,1960.随后在Clough指导之下E.L.Wilson的博士论文

Finite Element Analysis of Two-dimensional Structures，UCB/SESM Report 63-2 University of California，Berkley，June，1963

最早的有限元方法的提法以及最早的平面有限元程序.

 

36.Edward L. Wilson（1931—)

Finite Element Analysis of Two-Dimensional Structure（2）

Wilson, E. L.,  “Finite Element Analysis of Two-Dimensional Structures”UCB/SESM Report 63-2, University of California, Berkeley, June 1963(Also D. Eng. Dissertation).

1963年在Ray W. Clough指导下的博士论文。1961年编制了一个求解平面弹性力学问题的通用程序，后来在此基础上发展为结构分析程序系统SAP，是世界上最早的有限元通用程序。

 

37.冯康(1920－1993)

《基于变分原理的差分格式》,刊于1965年《应用数学与计算数学》杂志第2卷第4期。

提出对于二阶椭圆型方程各类边值问题的离散化方法。给出了离散解的稳定性定理、逼近性定理和收敛性定理。

 

 

38.Norman J. Zabusky(1929-2018)

与 Kruskal M. 合作

Interaction of “Solitons” in a Collisionless Plasma and the Recurrence of Initial States

Phys. Rev.1965,15:240-243

在沉寂了百年之后，使孤子研究重新受到重视。

 

39.Ralph  Abraham（1936----）

Foundation of mechanics

综述有限自由度力学的发展。Addison—Wesley 出版公司1966年出版第一版，1978年与J. E. Marsden合作出版扩展第二版。至1985年第五次印刷。

 

40.Olgierd Zienkiewicz（1921-1991),Taylor R.L.

The finite element method. Solid mechanics Vol. 1,2,3，

有限单元法的总结性文献。，第一版出版于1967年。后经不断补充为三卷，第五版于2000年出版，有中译本。

 

41.James Robert Rice（1940-）

J.R.Rice,A path independent integral and the approximate analysis of striain concentration by notches and cracks, Department of DefenseAdvanced Research Projects Agency Contract SD-86 Material ResearchProgyram, May 1967， Journal of Applied Mechanics, 35, 1968, pp. 379-386.

断裂力学中的 J积分方法，给断裂力学增加了新的手段获得易于计算和测量的表征量。

 

42.William Prager(1903-1980)

Problems of Optimal Structural Design 1968年刊于J. Appl. Mech. 35, 102-106

结构的最优设计的早期论文

 

43.Gurtin, Morton E. (1934-2022)

The Linear Theory of elasticity  (Encyclopedia of Physics), vol. VIa/2,1972，1983

是关于线性弹性力学总结性的文献

 

44.George Keith Batchelor(1920-2000)

G. K. Batchelor, Sedimentation in a dilute dispersion of spheres， J.Fluid Mechanics, 1972, 52:245-268

有关微粒在流体中下沉的重要文献。

 

45.Влади́мир И́горевич Арно́льд(1937 – 2010)

Mathematical Methods of Classical Mechanics英文版Springer，1978年。初版为俄文版，1974年于莫斯科出版。

用现代几何观点整理经典力学体系的教科书。

 

46.Toshio Mura村外志夫(1925-2009)

Micromechanics of Defects in Solids  1982年第一版。

是细观断裂力学研究与总结性的文献.

 

47.John Guckenheimer( 1945-),Philip Holmes (1945-)

Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems and Bifurcations of Vector FieldsNew York : Springer, c1983.非线性振动、动力学系统和矢量场的分叉.

一本比较有影响的专门教材。

 

48.Yuan-Cheng Fung(1919-2019)

Biomechanics: Mechanical Properties of Living ,Springer, 1993出版 - 篇幅568 页

全面总结生物力学发展的基础教程.

 

49.Richard "Dick" Horace Battin(1925-2014)

An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, Revised Edition (AIAA Education) Rev Sub Edition

1999年出版，介绍天体与人造卫星轨道的计算。

 

50.王敏中(1939-)

Resent General Solutions in Linear Elasticity and Their Applications, Applied Mecahnics Review,2008,61, 030803,Wang Minzhong 等

  总结与发展了线性弹性力学通解与各种通解之间的关系。

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