聂建新，工业与应用数学委员会委员，电磁发射技术专委会委员。主要从事含能系统安全性设计与评估、能量输出调控、多物理场仿真计算等研究。主持国家自然科学基金项目、国防预研项目、国家安全重大基础研究项目以及企业技术服务项目多项。获中国兵器工业集团公司科技进步一等奖一次，北京理工大学很好教育教学成果二等奖一次。发表学术论文30余篇（其中SCI论文15篇，EI论文9篇）。获得授权的发明2项，软件著作权3项。

上篇MATLAB使用初步
章MATLAB简介3
1.1MATLAB的功能3
1.1.1“language”——MATLAB是一种语言3
1.1.2“computing”——MATLAB可以用来计算4
1.1.3“visualization”——MATLAB是数据可视化工具6
1.2MATLAB的体系7
1.2.1MATLAB主体部分7
1.2.2MATLAB工具箱8
1.3MATLAB的特点8
1.3.1MATLAB的优势8
1.3.2MATLAB的劣势11
第2章MATLAB快速入门13
2.1Helpyourself13
2.1.1Help浏览器13
2.1.2Help命令15
2.2MATLAB操作简述16
2.2.1MATLAB界面16
2.2.2MATLABEditor21
第3章MATLAB编程25
3.1数据的表述25
3.1.1数据类型25
3.1.2数据结构26
3.2基本程序结构语法33
3.2.1程序构成33
3.2.2选择结构和循环结构的语法35
3.3输入/输出（I/O）方法37
3.3.1命令窗口区的输入和输出37
3.3.2MATLAB变量的I/O37
3.3.3文本文件的读写37
3.3.4二进制文件的读写38
3.3.5图像文件的读写39
第4章MATLAB计算40
4.1线性代数40
4.1.1矩阵的基本运算40
4.1.2矩阵的特征参数41
4.1.3矩阵的分解及线性方程组求解41
4.2多项式及插值41
4.2.1多项式表示及运算41
4.2.2插值41
4.3数据分析及统计42
4.3.1基本数据统计42
4.3.2傅里叶分析42
4.4微积分43
第5章MATLAB绘图44
5.1二维数据44
5.1.1plot详解45
5.1.2实际操作中的一些重要问题47
5.1.3二维数据的其他表示方式51
5.2三维数据52
5.2.1三维曲面52
5.2.2二维等值线53
5.3四维数据57
5.3.1简单四维数据57
5.3.2切片58
5.3.3等势线与等势面58
5.4多维数据60
5.5MATLAB绘图细节60
5.5.1图形说明60
5.5.2颜色问题62
5.5.3句柄图形——控制绘图的每一个细节64
5.6MATLAB图形的输出69
5.6.1输出方式70
5.6.2要注意的几个问题70
第6章图形用户界面75
6.1GUI初步75
6.1.1初识GUI编程75
6.1.2GUI编程要素——控件、消息与回调函数76
6.2GUI编程实例79
6.2.1问题描述79
6.2.2实现过程80
6.2.3功能增强84
下篇典型力学问题程序实践
第7章求解傅科摆的运动轨迹91
7.1傅科摆的动力学方程91
7.2dsolve求解常微分方程92
第8章求解滑动摆系统的运动形式97
8.1滑动摆的动力学方程97
8.2用ode45求解常微分方程98
第9章可视化一个弹性力学的解析解102
9.1对径受压圆盘的应力分布102
9.2应力分布的可视化过程103
9.2.1数据矩阵的生成103
9.2.2绘图中的细节考虑103
9.2.3可视化结果104
9.3动画显示加载过程的应力变化106
9.3.1动画制作的基本概念106
9.3.2两种生成frame的方式107
9.3.3对径受压圆盘加载过程的动画显示110
0章编写一个简单的有限元程序112
10.1用有限元求解问题的思路和步骤112
10.1.1总体思路112
10.1.2求解步骤113
10.2用MATLAB编写简单有限元程序116
10.2.1流程116
10.2.2算例实现116
1章用PDEToolbox进行有限元计算121
11.1偏微分方程的基本概念121
11.1.1三类偏微分方程121
11.1.2偏微分方程的3种边界条件121
11.2PDEToolbox求解的基本过程122
11.2.1窗口操作界面简介123
11.2.2求解的基本步骤124
11.3实例——用PDEToolbox求解平面应力问题127
11.3.1受均布载荷的悬臂梁问题127
11.3.2含中心圆孔矩形板的拉伸问题129
11.4PDEToolbox应用深入133
11.4.1复杂边界条件的设置和复杂载荷的施加133
11.4.2数据结果的输出与保存134
2章后处理Abaqus的计算结果138
12.1商业有限元软件结果后处理的必要性138
12.2Abaqus计算结果的后处理139
12.2.1问题描述139
12.2.2操作过程139
3章处理和绘制拉伸实验的数据146
13.1拉伸实验数据处理概述146
13.2低碳钢拉伸实验数据处理及绘制147
13.2.1目标及要求147
13.2.2具体实现过程147
4章实现一个光学引伸计152
14.1光学引伸计152
14.1.1引伸计及光学引伸计152
14.1.2光学引伸计的实现流程153
14.2图像采集的实现154
14.2.1MATLAB图像采集工具箱154
14.2.2用MATLAB采集实验图像实例161
14.3含标记点图像的处理164
14.3.1处理图像得到应变数据165
14.3.2实际测量中需要考虑的一些细节167
14.4光学引伸计实例167
14.4.1数据后处理光学引伸计168
14.4.2实时测量光学引伸计169
14.5光学引伸计测量实例170
14.5.1实验布置与实验仪器170
14.5.2数据处理与分析171
5章求解弹箭起竖发射的临界风速173
15.1临界风速求解计算173
15.2计算过程的MATLAB实现174
6章计算发射平台上弹箭倾倒后的运动规律177
16.1弹箭倾倒运动模型177
16.2运动学方程求解过程的MATLAB实现178
16.3弹箭倾倒过程的图形化编程179
7章计算弹箭吊装意外跌落的运动规律185
17.1单侧吊索脱落简化力学模型和常微分方程185
17.2运动学方程求解过程的MATLAB实现187
17.3吊装跌落过程的图形化编程187
8章求解热冲击作用下弹药的温度场195
18.1弹药热冲击作用下结构模型简化195
18.2弹药热冲击作用下传热方程设置196
18.3弹药热冲击作用下温度场可视化197
参考文献202

本教材分为上下两篇，上篇针对力学数据处理的特点介绍了MATLAB很核心的内容，包括MATLAB编程、计算和绘图；下篇以项目的方式介绍了用MATLAB解决理论力学、弹性力学、计算力学、实验力学以及兵器科学与技术等学科典型问题的方法、思路以及实例。本教材可作为高等院校力学专业或航天航空、机械类专业本科生和研究生的参考教材，亦可为相关专业的教师和研究人员提供参考。