材料力学发展史.pptx
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1、材料力学简史材料力学简史材料力学的萌芽期(17世纪初)及发展期(19世纪初)新世纪(19世纪末现在)材料力学面临的新挑战材料力学是固体力学中最早发展起来的一个分支,它研究材料在外力作用下的力学性能、变形状态和破坏规律,为工程设计中选用材料和选择构件尺寸提供依据。在固体力学各分支中,材料力学的分析和计算方法一般说来最为简单,但材料力学对于其他分支学科的发展起着启蒙和奠基作用。材料力学材料力学(mechanics of materials)(mechanics of materials)作为作为机械、土木、采矿、航空航天、石油工程、机械、土木、采矿、航空航天、石油工程、地质勘探、海洋工程等领域的基
2、础学科,地质勘探、海洋工程等领域的基础学科,在设计、制造与生产、技术创新、增产措在设计、制造与生产、技术创新、增产措施等方面具有重要的作用,是理工科大专施等方面具有重要的作用,是理工科大专院校相关专业的一门重要的专业基础课程。院校相关专业的一门重要的专业基础课程。材料力学是基础课和专业课之间的桥梁和材料力学是基础课和专业课之间的桥梁和纽带,起到承上启下的作用,是几乎所有纽带,起到承上启下的作用,是几乎所有工科专业的基础课程工科专业的基础课程。更是力学专业的学。更是力学专业的学生和力学科学工作者的基础。生和力学科学工作者的基础。1638年,举世闻名的年,举世闻名的意大利数学家,天文意大利数学家,
3、天文学家,力学家伽里略学家,力学家伽里略15641642在荷兰莱在荷兰莱登,出版了世界上第登,出版了世界上第一本材料力学教本一本材料力学教本两种新的科学两种新的科学首首先提出了材料的力学先提出了材料的力学性质和强度计算的方性质和强度计算的方法。人们认为,材料法。人们认为,材料力学作为一门学科,力学作为一门学科,就从这里开始。就从这里开始。材料力学的发展材料力学的发展但是,任何一门科学都不可能是个别人在短期内创造出来但是,任何一门科学都不可能是个别人在短期内创造出来的,而是在几代人经常艰苦探索和创造而逐渐形成的。在的,而是在几代人经常艰苦探索和创造而逐渐形成的。在科学巨匠达芬科学巨匠达芬奇、伽利
4、略、惠更斯、库伦、麦克斯韦、欧奇、伽利略、惠更斯、库伦、麦克斯韦、欧拉、柯西、汤姆斯拉、柯西、汤姆斯杨、伯努利、纳维叶、圣维南等人的努杨、伯努利、纳维叶、圣维南等人的努力下,形成了一门系统的科学。力下,形成了一门系统的科学。泊松泊松圣维南圣维南纳维叶纳维叶欧拉欧拉在古代建筑中,尽管在古代建筑中,尽管还没有严格的科学理还没有严格的科学理论,但人们从长期生论,但人们从长期生产实践中,对构件的产实践中,对构件的承力情况已有一些定承力情况已有一些定性或较粗浅的定量认性或较粗浅的定量认识。例如,从圆木中识。例如,从圆木中截取矩形截面的木粱,截取矩形截面的木粱,当高宽比为当高宽比为3:2时最时最为经济,这
5、大体上符为经济,这大体上符合现代材料力学的基合现代材料力学的基本原理。本原理。早期的材料力学是以木材、石头等脆性材早期的材料力学是以木材、石头等脆性材料为研究主题,由于其变形很小,所以不料为研究主题,由于其变形很小,所以不可避免地具有很大的局限性。随着工业的可避免地具有很大的局限性。随着工业的发展,在车辆、船舶、机械和大型建筑工发展,在车辆、船舶、机械和大型建筑工程的建造中所碰到的问题日益复杂,单凭程的建造中所碰到的问题日益复杂,单凭经验已无法解决,这样,在对构件强度和经验已无法解决,这样,在对构件强度和刚度长期定量研究的基础上逐渐形成了材刚度长期定量研究的基础上逐渐形成了材料力学。现在国内外
6、流行的材料力学是在料力学。现在国内外流行的材料力学是在20世纪世纪50年代引用前苏联的教材和教学模年代引用前苏联的教材和教学模式的基础上建立起来的。式的基础上建立起来的。材料力学是一门古老的学科,在材料力学是一门古老的学科,在19世纪中叶材世纪中叶材料力学发展到了鼎盛时期,有关材料力学中的料力学发展到了鼎盛时期,有关材料力学中的几个重要的问题和概念也在这段时期提出的。几个重要的问题和概念也在这段时期提出的。弯曲弯曲扭转扭转稳定稳定强度强度拉伸拉伸材料力学材料力学1 杆件的拉伸问题杆件的拉伸问题 意大利科学家伽利略(Galileo)在关于力学和局部运动的两门新科学的对话和数学证明的书中尝试用科学
7、的解析方法确定构件的尺寸,讨论的第一问题是直杆轴向拉伸问题,得到承载能力与横截面积成正比而与长度无关的正确结论。2 梁的弯曲问题梁的弯曲问题 在关于力学和局部运动的两门新科学的对话和数学证明一书中,伽利略讨论的第二个问题是梁的弯曲强度问题。对于空心梁承载能力,他说,空心梁“能大大提高强度而无需增加重量,所以在技术上得到广泛的应用。在自然界就更为普遍了。这样的例子在鸟类的骨骼和各种芦苇中可以看到,它们既轻巧,而又对弯曲和断裂具有相当高的抵抗能力”。1826年纳维(Navier,C.L.M.H)才在他的材料力学讲义中给出正确的结论:中性层过横截面的形心。平截面假设是材料力学计算理论的重要基础之一。
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