材料力学发展史及发展现状认识报告[版]_力学的发展史

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材料力学发展史及发展现状认识报告

一、材料力学发展史

材料力学，顾名思义，也就是研究构成工程器件物质内部受力情况的一门学科。其研究特点是将宏观的问题放到微观世界去解决，从而搭建解决材料变形、扭转等一系列问题。首先，力学知识最先起源于人类对自然现象的观察和生产劳动过程中的经验积累。而材料力学的起源如果要追溯则应追溯到古代房屋建筑上去。在古中国的宫殿建筑中，由于那是皇权的象征，所以材料的选用在符合审美的需求的基础上最重要的是要使材料在预定年限内不会出现断裂。只是很可惜，在古中国没有形成一套完整的系统。而在西方世界的意大利，意大利科学家为了解决建筑船舶和水闸所需要的梁的尺寸问题，进行了一系列实验，并于1638年提出梁的强度计算公式。但是受到材料力学的发展限制，他所得到的答案并不完全正确。后来英国科学家胡克发表了重要的胡克定律，这才奠定了材料力学的基础。自从18世纪起，材料力学才开始沿着科学的方向发展。

二、材料力学的研究方向以及研究问题

材料力学的研究方向通常包括两大类：其一是研究材料的力学性能，或者称为机械性能。材料的力学性能参量不仅可以用于材料力学的计算，而且也是固体力学及其他分支中计算中必不可少的依据；其二是对杆件进行的力学分析，比如在理论力学中存在一类超静定问题，单纯依靠理论力学的西式是无法求解的。而此时材料力学就发挥出他不可替代的作用，结合材料力学的应力分析，便可以将简单的力学超静定问题分析出来，从而达到解决实际问题的目的。材料力学所研究的对象为杆件、壳件和块体三大类物体的受力和变形，其中以杆件为主要研究对象。而杆件中具体的所受的内力又包括轴力、剪力、弯矩和扭矩。杆件的变形可分为伸长、缩短、扭曲和扭转。处理具体杆件问题的时候，有根据材料的性质和变形情况的不同，将问题分为线性问题、几何非线性问题以及物理非线性问题。

三、材料力学实验的发展特点

1.发展速度迅猛。光弹用了100年才完善，电测用了20多年就完善了，全息、散斑、云纹干涉用了不到10年左右就很成熟了。

2.材料力学实验中的新方法与其他学科交叉，出现互补性质的学科关系。比如理论力学的分析，断裂力学实验，生物力学实验，复合材料力学实验等。

3.相互渗透。1960年全息干涉发展以后被引用到光弹性中来称为全息光弹 性，用于云纹法称为全息云纹等。

四、材料力学的研究现状

“我国材料力学方面的论文多偏重于经典理论和方法，缺乏有根据的计算和实验验证，虽然理论做的很细很巧，但不能说是一个完美的科学成果。突破实验和计算这两个薄弱环节应该是我国材料力学工作更上一层楼的急迫任务。材料力学方面的科研成果如果缺乏实验验证就是个不完整的成果，不仅是做零星的、个别的实验，而要做大量的、系统的实验。”

——此段摘自：中国化工仪器网

由此可见，虽然材料力学拥有上述的几个发展特点，但是不可回避的是当前的研究并没有到达理想的地步。就我国现阶段的研究状况而言，虽然基本的理论已经建立起来，而且很具体细巧。但是实验和计算仍就是当前亟待解决的问题。我们急需一套对材料各个方面性能进行全面分析同时又将所有实验数据整合起来的实验设备，而不是仅仅在一部分很小的实验事实的不完备基础上就得出粗糙的结论。在理论教学方面，不应当仅仅按照课本所编的内容进行教授，而应当遵循材料力学这一学科本身的发展规律，按照提出问题、基本假设、理论分析、实验操作等等科学的程序进行知识和思想的双重教授，为培养下一代材料力学的创新人才做出切实的贡献。而这些问题在当前的高校教育中时很需要改进的，当然这无疑也成为了限制我国材料力学去的突破性进展的关键之一。总而言之，我国在材料力学方面的科学研究和理论深入之路，任重而道远。

报告人：熊 伟 学 号：1001500242 时 间：2012.02.29