工程師論文淺談工程力學(xué)應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀

　　工程力學(xué)著重于分析問題的機理，并借助建立理論模型來解決具體問題，以下是小編搜集整理的一篇工程師論文：探究工程力學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀的論文范文，歡迎閱讀參考。

　　摘 要 工程力學(xué)是力學(xué)的一個分支，它主要涉及機械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各種工程與力學(xué)結(jié)合的領(lǐng)域。從工程上的應(yīng)用來說，工程力學(xué)它包括：質(zhì)點及剛體力學(xué)，固體力學(xué)，流體力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，材料力學(xué)，土力學(xué)，巖體力學(xué)等。

　　關(guān)鍵詞 工程力學(xué) 理論研究 發(fā)展現(xiàn)狀

　　1緒論

　　工程力學(xué)是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對這個學(xué)科做了開創(chuàng)性工作的是中國學(xué)者錢學(xué)森。

　　在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問題，所涉及的溫度高達幾千度到幾百萬度，壓力達幾萬到幾百萬大氣壓，應(yīng)變率達百萬分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實驗方法來直接測定。為了減少耗時費錢的實驗工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì);在一些力學(xué)問題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問題;出現(xiàn)一些遠離平衡態(tài)的力學(xué)問題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過程的高階項;由于對新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見新型材料力學(xué)性能的計算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律;另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運動規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。

　　總的來說，工程力學(xué)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點，有很大的知識面和靈活性，對國家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。

　　2工程力學(xué)的發(fā)展

　　2.1工程力學(xué)的特點

　　工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個新分支，確有一些獨具的特點。工程力學(xué)著重于分析問題的機理，并借助建立理論模型來解決具體問題。只有在進行機理分析而感到資料不夠時，才求助于新的實驗。

　　工程力學(xué)注重從微觀到宏觀，以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。

　　雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計物理或者物理化學(xué)的一個分支，因為無論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)里所提出的各種具體問題。工程力學(xué)所面臨的問題往往要比基礎(chǔ)學(xué)科里所提出的問題復(fù)雜得多，它不能單靠簡單的推演方法或者只借助于某一單一學(xué)科的成就，而必須盡可能結(jié)合實驗和運用多學(xué)科的成果。

　　2.2研究內(nèi)容和方向

　　工程力學(xué)主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學(xué)平衡性質(zhì)和化學(xué)平衡的研究等。對于這類問題，工程力學(xué)主要借助統(tǒng)計力學(xué)的方法。

　　工程力學(xué)的研究工作，目前主要集中三個方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學(xué)平衡性質(zhì)(包括狀態(tài)方程)、輸運性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動力學(xué)過程有關(guān)的弛豫現(xiàn)象;稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學(xué)平衡性質(zhì)(包括狀態(tài)方程)、輸運性質(zhì)以及相變行為等;固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強度以及本構(gòu)關(guān)系等。

　　工程力學(xué)研究方向主要有：非線性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測量理論和破壞檢測技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動力學(xué)與爆破。

　　3工程力學(xué)的應(yīng)用

　　3.1材料力學(xué)

　　材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用十分廣泛。大到機械中的各種機器，建筑中的各個結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學(xué)就顯得尤為重要。

　　生活中機械常用的連接件，如鉚釘、鍵、銷釘、螺栓等的變形屬于剪切變形，在設(shè)計時應(yīng)主要考慮其剪切應(yīng)力。汽車的傳動軸、轉(zhuǎn)向軸、水輪機的主軸等發(fā)生的變形屬于扭轉(zhuǎn)變形。火車軸、起重機大梁的變形均屬于彎曲變形。有些桿件在設(shè)計時必須同時考慮幾個方面的變形，如車床主軸工作時同時發(fā)生扭轉(zhuǎn)、彎曲及壓縮三種基本變形;鉆床立柱同時發(fā)生拉伸與彎曲兩種變形。

　　利用材料力學(xué)中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時應(yīng)采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應(yīng)。

　　3.2固體力學(xué)

　　自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)。現(xiàn)代工程中，無論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理。

　　固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問題，又有塑性問題;既有線性問題，又有非線性問題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來發(fā)展起來的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。

　　4結(jié)論

　　工程力學(xué)是研究有關(guān)物質(zhì)宏觀運動規(guī)律，及其應(yīng)用的科學(xué)。工程給力學(xué)提出問題，力學(xué)的研究成果改進工程設(shè)計思想，兩者相輔相成，共同發(fā)展，成熟。工程力學(xué)在生活的方方面面都有著應(yīng)用，且有非常強的實用性，所以我們非常有必要學(xué)好，運用好工程力學(xué)知識。