工程力学概论

1、工程力学概论论文从来没有想过自己会来到这个专业，因为我是被调剂来工程力学班 的，所以在这之前，我对此专业一无所知，十分迷茫。仔细研读着工程力学概论，但仅凭概论又能真正了解到这一学科多 少？工程力学是研究有关物质宏观运动规律， 及其应用的科学。工程给 力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用 来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变 学，土力学，岩体力学等。人类对力学的一些基本原理的认识， 一直可以追溯到史前时代。在 中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前 的建筑物是靠经验建造的。1638年3月伽利略出版的著作关于两门新科学的谈话和数

2、学证 明被认为是世界上第一本材料力学著作， 但他对于粱内应力分布的 研究还是很不成熟的。纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5 月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文在一物体的表面及其内部 各点均应成立的平衡及运动的一般方程式，这被认为是弹性理论的 创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也 是一门古老的学科。早在中国春秋战国时期（公元前5前4世纪），墨翟就在墨经 中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了理想流体的运动方程式。物体流变学是研究较广义的力学运动的一个 新学科。1929年，美国的宾厄姆倡议设立流变学学会，这门学科才 受

3、到了普遍的重视。土力学在二十世纪初期即逐淅形成，并在 40年代以后获得了迅速 发展。在其形成以及发展的初期，泰尔扎吉起了重要作用。岩体力学 是一门年轻的学科，二十世纪 50年代开始组织专题学术讨沦，其后 并已由对具有不连续面的硬岩性质的研究扩展到对软岩性质的研究。 岩体力学是以工程力学与工程地质学两门学科的融合而发展的。从十九世纪到二十世纪前半期，连续体力学的特点是研究各个物体 的性质，如粱的刚度与强度，柱的稳定性，变形与力的关系，弹性模 量，粘性模量等。这一时期的连续体力学是从宏观的角度，通过实验 分析与理论分析，研究物体的各种性质。它是由质点力学的定律推广 到连续体力学的定律，因而自然也出

4、现一些矛盾。于是基于二十世纪前半期物理学的进展， 并以现代数学为基础，出 现了一门新的学科一一理性力学。1945年，赖纳提出了关于粘性流 体分析的论文，1948年，里夫林提出了关于弹性固体分析的论文， 逐步奠定了所谓理性连续体力学的新体系。随着结构工程技术的进步，工程学家也同力学家和数学家一样对工 程力学的进步做出了贡献。如在桁架发展的初期并没有分析方法， 到 1847年，美国的桥梁工程师惠普尔才发表了正确的桁架分析方法。 电子计算机的应用，现代化实验设备的使用，新型材料的研究，新的 施工技术和现代数学的应用等，促使工程力学日新月异地发展。质点、质点系及刚体力学是理论力学的研究对象。所谓刚体是

5、指一 种理想化的固体，其大小及形状是固定的，不因外来作用而改变，即 质点系各点之间的距离是绝对不变的。 理论力学的理论基础是牛顿定 律，它是研究工程技术科学的力学基础。固体力学包括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材 料力学以及断裂力学等。尤其是前三门力学在土木建筑工程上的应用 广泛，习惯上把这三门学科统称为建筑力学，以表示这是一门用力学 的一般原理研究各种作用对各种形式的土木建筑物的影响的学科。在二十世纪50年代后期，随着电子计算机和有限元法的出现，逐 渐形成了一门交叉学科即计算力学。计算力学又分为基础计算力学及 工程计算力学两个分支，后者应用于建筑力学时，它的四大支柱是建 筑力学、离散化技术、数值分析和计算机软件。其任务是利用离散化 技术和数值分析方法，研究结构分析的计算机程序化方法，结构优化 方法和结构分析图像显示等。如按使结构产生反应的作用性质分类，工程力学的许多分支都可以 再分为静力学与动力学。例如结构静力学与结构动力学，后者主要包 括：结构振动理论、波动力学、结构动力稳定性理论。由于施加在结 构上的外力几乎都是随机的，而材料强度在本质上也具有非确定性。随着科学技术的进步，20世纪50年代