固体力学研究前沿与趋势

1、 力学及固体力学概况 固体力学研究前沿与趋势 年轻学者发展建议 力学及固体力学概况 2 近代近代科学科学的的兴起兴起及第二次及第二次革命都革命都起始于力学：起始于力学： 3 力学力学既是基础学科，又既是基础学科，又属于属于技术科学技术科学 牛顿（16431727）爱因斯坦（18791955） 力学植根于国民经济的各个产业门类：力学植根于国民经济的各个产业门类： 4 力学力学既是基础学科，又既是基础学科，又属于属于技术科学技术科学 哪里有技术难题，几乎哪里就有力学难题 力学之前途无量力学之前途无量历史名人历史名人 牛顿拉格朗日哈密顿爱因斯坦 钱学森周培源钱伟长郭永怀下一个？ 5 固体力学旨在认识

2、与固体受力、变形、流动、断裂有关的全部固体力学旨在认识与固体受力、变形、流动、断裂有关的全部 自然现象，并包括利用这些知识来改善人类生存条件、实现人自然现象，并包括利用这些知识来改善人类生存条件、实现人 类目标的全部努力类目标的全部努力。 6 固体力学的定义固体力学的定义 与整个力学学科一样，固体力学兼具技术科学与基础科学的属性， 既为工程设计和发展生产力服务，也为发展自然科学服务。 按自然科学基金委的划分，力学是一级学科，固体力学是二级按自然科学基金委的划分，力学是一级学科，固体力学是二级 学科，其下学科，其下有有1717个分支个分支学科：学科： （1 1）弹性力学）弹性力学与与塑性力学；塑

3、性力学； （2 2）疲劳）疲劳与与断裂力学；断裂力学； （3 3）损伤）损伤、破坏机理和微结构、破坏机理和微结构演化；演化； （4 4）本构关系；）本构关系； （5 5）复合材料力学；（）复合材料力学；（6 6）新型材料）新型材料的力学的力学问题；问题； （7 7）极端）极端条件下的材料和条件下的材料和结构；（结构；（8 8）微机）微机电系统中的固体力学电系统中的固体力学问题；问题； （9 9）岩体力学）岩体力学和和土力学；（土力学；（1010）冲击动力学；（）冲击动力学；（1111）结构力学；）结构力学； （1212）结构）结构振动与振动与噪声；（噪声；（1313）结构）结构优化和可靠性优化

4、和可靠性分析；分析； （1414）制造）制造工艺工艺力学；（力学；（1515）实验固体力学；）实验固体力学； （1616）计算固体力学；）计算固体力学；（1717）流固耦合作用）流固耦合作用。 7 固体力学学科分类固体力学学科分类 固体力学历经数百年的发展，已对科学技术的发展起到了巨大的 推动作用，成为很多工程学科的重要基石。 力学及固体力学概况 固体力学研究前沿与趋势 年轻学者发展建议 8 固体力学固体力学的发展一直紧密地结合国家重大需求，服务于国民的发展一直紧密地结合国家重大需求，服务于国民 经济发展。进入经济发展。进入2121世纪以来，固体力学的发展出现以下热点世纪以来，固体力学的发展出

5、现以下热点 领域：领域： （1 1）固体力学与其它学科交叉；）固体力学与其它学科交叉； （2 2）多尺度力学与微纳米力学；）多尺度力学与微纳米力学； （3 3）生命物质的力学行为及其优化；）生命物质的力学行为及其优化； （4 4）复杂力学现象的科学计算。）复杂力学现象的科学计算。 9 固体力学研究前沿与趋势固体力学研究前沿与趋势 历史的发展表明，固体力学是一个生命力强、新学科生长点 不断出现的力学学科分支。 固体力学的发展更多地与物理学、材料科学、化学等密切结固体力学的发展更多地与物理学、材料科学、化学等密切结 合，产生了一些新的学科生长点，例如，力合，产生了一些新的学科生长点，例如，力- -

6、电电- -磁磁- -热热- -声声- -光光 等多场耦合问题，极端环境下的材料和结构力学问题，等多场耦合问题，极端环境下的材料和结构力学问题，等等等等 10 （1）固体力学与其它学科交叉）固体力学与其它学科交叉 多尺度力学和微纳米力学是当前力学发展的一个主流，随着多尺度力学和微纳米力学是当前力学发展的一个主流，随着 尺寸的减小，材料表现出大量异于宏观情形的独特性质，也尺寸的减小，材料表现出大量异于宏观情形的独特性质，也 给力学研究带来了许多机遇和挑战。给力学研究带来了许多机遇和挑战。 11 （2）多尺度力学与微纳米力学）多尺度力学与微纳米力学 生物力学与仿生力学在力学学科中占据越来越重要的地位

7、。生物力学与仿生力学在力学学科中占据越来越重要的地位。 生物材料和软材料力学也是当前力学学科的一个生物材料和软材料力学也是当前力学学科的一个热点热点领域。领域。 12 （3）生命物质的力学行为及其优化生命物质的力学行为及其优化 前面几个热点领域的科学问题往往具有多场耦合、跨时间前面几个热点领域的科学问题往往具有多场耦合、跨时间 与空间尺度、强非线性、高度不确定性等特征，给计算固与空间尺度、强非线性、高度不确定性等特征，给计算固 体力学研究提出了挑战。体力学研究提出了挑战。 13 （4）复杂力学现象的科学计算）复杂力学现象的科学计算 力学及固体力学概况 固体力学研究前沿与趋势 年轻学者发展建议 14 1.1. 固体力学固体力学青年学者必须结合自己的特长逐步融入具有青年学者必须结合自己的特长逐步融入具有 创新性的前沿基础研究，要加强与其它学科的交叉与创新性的前沿基础研究，要加强与其它学科的交叉与 融合，形成固体力学新的学科生长点，进一步丰富固融合，形成固体力学新的学科生长点，进一步丰富固 体力学的研究内容与方法体力学的研究内容与方法。 2.2. 在在当今大科学时代，必须开展合作研究当今大科学时代，必须开展合作研究。 3.3. 在在固体力学界内部，从事计算、实验和理论研究的学固体力学界内部，从事计算