材料力学结构力学与理论力学的区别与联系.pdf

结构力学科技名词定义 中文名称：结构力学英文名称： structural mechanics 定义：研究工程结构在外来因素作用下 的强度、刚度和稳定性的学科。 应用学科：水利科技（一级学科） ；工程力学、工程结构、 建筑材料（二级学科） ；工程力学（水利） （二级学科） 《结构力学》是固体力学的一个分支， 它主要研究工程结构受力和传力的规律， 以及如何进 行结构优化的学科。 结构力学研究的内容包括结构的组成规则，结构在各种效应（外力，温 度效应，施工误差及支座变形等）作用下的响应，包括内力（轴力，剪力，弯矩，扭矩）的 计算，位移（线位移，角位移）计算，以及结构在动力荷载作用下的动力响应（自振周期， 振型）的计算等。 结构力学通常有三种分析的方法：能量法，力法，位移法，由位移法衍 生出的矩阵位移法后来发展出有限元法 ，成为利用计算机进行结构计算的理论基础。 工作任务研究在工程结构（所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统，包括杆、板、 壳以及它们的组合体，如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。 ）在外载荷作用下的应 力、应变和位移等的规律； 分析不同形式和不同材料的工程结构， 为工程设计提供分析方法 和计算公式；确定工程结构承受和传递外力的能力；研究和发展新型工程结构。 观察自然界中的天然结构，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们 的强度和刚度不仅与材料有关， 而且和它们的造型有密切的关系， 很多工程结构就是受到天 然结构的启发而创制出来的。 结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度， 还要做到用料省、 重 量轻． 减轻重量对某些工程尤为重要，如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速 度大、能耗低。 学科体系一般对结构力学可根据其研究性质和对象的不同分为结构静力学、 结构动力学、 结 构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。 结构静力学 结构静力学是结构力学中首先发展起来的分支， 它主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑 性变形和应力状态， 以及结构优化问题。 静载荷是指不随时间变化的外加载荷， 变化较慢的 载荷，也可近似地看作静载荷。结构静力学是结构力学其他分支学科的基础。 结构动力学 结构动力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的分支学科。 动载荷是指随时间而 改变的载荷。在动载荷作用下， 结构内部的应力、 应变及位移也必然是时间的函数。由于涉 及时间因素，结构动力学的研究内容一般比结构静力学复杂的多。 结构稳定理论 结构稳定理论是研究工程结构稳定性的分支。 现代工程中大量使用细长型和薄型结构， 如细 杆、薄板和薄壳。 它们受压时， 会在内部应力小于屈服极限的情况下发生失稳 (皱损或曲屈 )， 即结构产生过大的变形， 从而降低以至完全丧失承载能力。 大变形还会影响结构设计的其他 要求，例如影响飞行器的空气动力学性能。 结构稳定理论中最重要的内容是确定结构的失稳 临界载荷。 结构断裂和疲劳理论 结构断裂和疲劳理论是研究因工程结构内部不可避免地存在裂纹， 裂纹会在外载荷作用下扩 展而引起断裂破坏， 也会在幅值较小的交变载荷作用下扩展而引起疲劳破坏的学科。 现在我 们对断裂和疲劳的研究历史还不长，还不完善，但断裂和疲劳理论目前得发展很快。 在固体力学领域中， 材料力学为结构力学的发展提供了必要的基本知识， 弹性力学和塑性力 学又是结