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四、学科分类 七、工程静力学研究主线 小 结： 90年代开始，力学与材料、控制（包括传感与激励）、计算机相结合，研究发展面向21世纪的、具有“活”的功能的智能结构。 智能结构： 生物材料力学性能、微循环、定量生理学、心血管系统临床问题和生物医学工程等。 “没有生物力学，就不能很好地了解生理学。” 生物力学： (70年代冯元祯博士) 依托新兴产业发展力学。 航空航天、信息、生命、功能材料等 静力学：研究力系或物体的平衡问题，不涉及物体 运动状态改变；如飞机停在地面或巡航。 运动学：研究物体如何运动，不讨论运动与受力的 关系； 如飞行轨迹、速度、加速度。 动力学：研究力与运动的关系。 如何提供加速度？ 按运动与否分： 按研究对象分： 一般力学：对象是刚体。研究力及其与运动的关系。 有理论力学，分析力学等。 流体力学：对象是气体和液体。 有水力学、空气动力学等。 固体力学：对象是可变形固体。研究强度、变形、破 坏等。 有材料力学、结构力学、弹性力 学、塑性力学、断裂、疲劳等。 (理论分析、实验和数值计算) 有实验力学、计算力学二个方面的分支。 按研究手段分： 有飞行力学、船舶结构力学、岩土力学等。 按应用领域分： 五、最基本概念--力和运动 力学既要研究力，又要研究运动， 还要将力和运动二者联系起来。 力是物体间的相互作用。 1. 力： 直接接触的物体，通过接触表面的相互作用。 如物体间压力等。表面力分布作用在接触面上。 表面力 非直接接触物体间的相互作用。 如物体重力、惯性力、电场力、磁场力等。 体积力分布作用在物体整个体积内，与质量有关。 体积力 2. 运动： 是力(力系)作用的结果。有二种效应： 物体空间位置随时间的变化。 如飞机在空中飞行，复杂的运动。 运动—（外效应） 物体自身形状的局部畸变。 如机翼、机身结构的变形。 变形—（内效应） 3. 力与运动之关系的研究，属于动力学。 是动力学基本方程。 注意 F 、 a 是矢量。 牛顿第二定律: 物体运动状态的改变( dv/dt=a )与作用于其上 的力成正比，并发生于该力的作用线上。 力与变形之关系，是与材料有关的物理行为。 4. 力与固体的变形之关系的研究, 属固体力学。 特别地，若物体的运动状态不发生改变（a=0）, 则称物体处于平衡。 提出问题，选择有关的研究系统。 对系统进行抽象与简化，建立力学模型。 利用力学原理进行分析、推理，得出结论 与已知结论相比较，或由实验进行验证。 确认或进一步改善模型，深化认识 六、一般研究方法 工程力学解决问题的一般方法，类似于一般科学研究的普遍方法，可归纳为： 建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验) 模型包括材料性能、载荷、约束、几何形状等 真实情况的理想化和简化。 材 料 模 型 变形体模型 刚体模型 汽车通过轮胎作用在桥面上的集中力模型 载 荷 模 型 桥面板作用在钢梁的分布力模型 例如，研究工程构件（如杆、梁、轴等）时， 先将其理想化为刚体，研究其上的受力和运动； 建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验) 研究不同的问题，采用不同的模型。 好的模型，既能使问题的求解简化， 又能使结果基本符合实际情况，满足精度。 若进一步考虑材料的塑性，可研究其弹—塑性行为。就会得到更进一步的启发。 再将其视为变形体，并假定变形是弹性的， 研究在载荷作用下构件的弹性变形； * * 第0章 绪论 一、 什么是力学 二、力学与工程 三、现代力学的发展及其特点 七、工程静力学研究主线 五、最基本概念--力和运动 四、学科分类 六、一般研究方法 一、什么是力学? 是各技术工程学科的重要理论基础， 是沟通自然科学基础理论与工程实践的桥梁。 所阐述的规律带有普遍性，是一门基础科学。 直接服务于工程,又是一门技术科学。 力学是研究物质机械运动规律的科学。 墨子： “力，形之所以奋也”。（公元前4世纪） 力是物体为什么改变其状态的原因。 机械、结构等 受力如何？ 如何运动？ 如何变形？破坏？ 如何控制设计？ 其目的是： 了解工程系统的性态 并为其设计提供合理的规则。