机械工程：四大力学——固体力学(材料力学)

大家好。今天来了解机械工程中最重要的四大力学课程之一——固体力学（材料力学）。

材料力学是应用力学的一个分支，研究结构对各种载荷的响应。它也被称为强度学或变形体力学。该领域研究的结构多种多样，包括承受轴向载荷的杆、受扭转的轴、承受弯曲载荷的梁，以及承受压缩载荷的柱等。

材料力学的主要目标，是确定载荷在结构及其组成部分中引起的应力、应变和位移。理解力学行为，对于飞机、天线、建筑、桥梁、机器、电动机、船舶和航天器等各种结构的安全设计必不可少。因此，材料力学是许多工程领域的基础课题。

在材料力学中，分析问题首先要考察作用于稳定变形体的外力与内力。先确定物体承受的载荷和支撑条件，然后在物体属于静定结构的情况下，利用静力平衡的基本定律，确定支撑处的反力及构件或单元的内力。

材料力学研究实际物体，即承受载荷并发生变形、具有有限尺寸的物体内部的应力与应变。为了确定应力与应变，需要运用材料的物理性质，以及大量理论定律和概念。对于非静定问题，也就是仅凭静力平衡定律无法解决的问题，材料力学通过物体变形提供额外的必要信息，因此不可或缺。

在材料力学中，理论分析和实验结果都发挥重要作用。理论用于推导预测力学行为的表达式与方程，但只有已知材料的物理性质，这些表达式才能用于实际设计。这些性质只能通过严谨的实验得到。此外，并非所有实际问题都能只依靠理论分析解决，在这些情况下，物理试验必不可少。

材料力学的历史发展融合了理论与实验的过程。

列奥纳多·达·芬奇(1452-1519)和伽利略·伽利莱(1564-1642)等著名人物曾进行实验，以确定金属丝、杆和梁的强度，但他们并未建立足以解释实验结果的理论。

另一方面，著名数学家莱昂哈德·欧拉(1707-1783)建立了柱的数学理论，并于1744年计算出柱的临界载荷。当时并没有实验证据显示其结果的重要性。由于缺乏适当试验的证实，欧拉的结果在100多年间没有得到应用。但如今，这些结果已构成大多数柱的设计与分析基础。

材料力学（固体力学）这门学科主要应用于固定的固体，即使在今天也被用于许多领域。就个人而言，它也是机械工程四大力学课程中，最能让我感觉贴近现实的一门课程。

固体力学（材料力学）就介绍到这里。