淺談工程力學發(fā)展趨勢與理論研究

淺談工程力學發(fā)展趨勢與理論研究

　　隨著力學學科的發(fā)展，在本世紀將產(chǎn)生一些新的學科結合點，下面是小編搜集整理的一篇探究工程力學發(fā)展趨勢的論文范文，供大家閱讀參考。

　　摘 要 力學是基礎科學，又是技術科學，其發(fā)展橫跨理工，與各行業(yè)的結合是非常密切的。與力學相關的基礎學科有數(shù)學、物理、化學、天文、地球科學及生命科學等，與力學相關的工程學科有機械、土木、航空航天、交通、能源、化工、材料、環(huán)境、船舶與海洋等等。

　　關鍵詞 工程力學 理論研究 發(fā)展趨勢

　　由于相關行業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展同步，使得力學在其中多項技術的發(fā)展中起著重要的甚至是關鍵的作用。力學專業(yè)的畢業(yè)生既可以從事力學教育與研究工作，又可以從事與力學相關的機械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程專業(yè)的設計與研究工作，還可以從事數(shù)學、物理、化學、天文、地球或生命等基礎學科的教育與研究工作。從這個意義上講，力學專業(yè)培養(yǎng)人才的對口是非常寬的，社會對力學人才的需求也是很多的。

　　隨著力學學科的發(fā)展，在本世紀將產(chǎn)生一些新的學科結合點，如生物醫(yī)學工程、環(huán)境與資源、數(shù)字化信息等。經(jīng)典力學與納米科技一起孕育了微納米力學將力學知識應用于生物領域產(chǎn)生了生物力學和仿生力學;這些都是近年來力學學科發(fā)展的亮點。可以預料，隨著社會的發(fā)展，力學學科與環(huán)境和人居工程等專業(yè)的學科交叉也將會進一步加強。

　　1工程力學研究方向

　　主要學習力學、數(shù)學基本理論和知識，受到必要的工程技能訓練，具有應用計算機和現(xiàn)代實驗技術手段解決與力學有關的工程問題的基本能力。畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識與能力：

　　(1)具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力;

　　(2)較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括固體力學、流體力學、電工與電子技術、市場經(jīng)濟及企業(yè)管理等基礎知識;

　　(3)具有較強的解決與力學有關的工程技術問題的理論分析能力與實驗技能;

　　(4)具有較強的計算機和外語應用能力;

　　(5)具有較強的自學能力、創(chuàng)新意識和較高的綜合素質。

　　主干學科：力學。主要課程：理論力學、材料力學、彈性力學、流體力學、結構力學、電工與電子技術、計算機基礎知識及程序設計。

　　2工程力學發(fā)展趨勢與學科交叉

　　(1)固體力學方面：

　　經(jīng)典的連續(xù)介質力學的模型和體系可能被突破，它們可能將包括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀和微觀因素，以及它們的演化，從而使復合材料的強化、韌化和功能化立足于科學的認識之上。固體力學的發(fā)展，必將推動科學和工程技術的巨大進步。

　　(2)流體力學方面：

　　為了盡可能多地開采地下油氣，需要深入研究滲流機理并定量化。它的研究還有助于了解各種新陳代謝的宏觀機制。

　　化工流程的設計，很大程度上歸結為流體運動的計算問題。由于流動的復雜性，針對若干典型化工設備進行深入的研究，將為化工設計和生物技術產(chǎn)業(yè)化等提供新方法和基礎。而復雜流場計算需要各種計算方法和理論，必須發(fā)展新的計算機軟硬件，這就必須在計算流體力學上投入更大的力量。

　　(3)一般力學方面：

　　隨著技術的發(fā)展，諸如機器人、人造衛(wèi)星和高速列車等等領域的發(fā)展，亟需解決多體系統(tǒng)的運動和控制、大尺度柔性部件和液體的運動穩(wěn)定性、車輛與軌道作一個高度復雜非線性系統(tǒng)等的建模，求解理論和方法等的研究分析。

　　一般力學近來已經(jīng)進入生物體運動的研究，例如研究人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學問題。其研究結果可提供生物進化論方向的理性認識，也可為提高某些機構、機械的性能提供指導。

　　(4)力學與其他學科的交叉：

　　所為學科的交叉可分三類：學科內(nèi)部不同分支交叉，例如流體彈性力學;兩種不同學科間的交叉，例如物理力學;兼有前兩者的特點，例如爆炸力學、物理化學滲流、生物力學等。

　　交叉學科并非兩個學科或分支學科的簡單加合，它基于源學科又有區(qū)別，它的發(fā)展有利于發(fā)展新學科并促進源學科的發(fā)展。

　　20世紀力學已經(jīng)與工程交叉產(chǎn)生了工程力學，與地學結合產(chǎn)生了地球流體力學，與生命科學和醫(yī)學結合產(chǎn)生了生物力學等等。

　　3工程力學學習技巧與方法

　　工程力學主要課題是研究材料的力學性能、結構的安全穩(wěn)定性問題。所涉及材料的強度、結構的剛度及穩(wěn)定性、疲勞斷裂問題。通過力學分析，確定材料是否安全以及安全系數(shù)，為工程設計等做基礎。先學好理論力學，學會在二維、三維情況下對物系正確的受力、力矩分析。然后逐漸掌握最基本的四種形式：軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉、彎曲。掌握好處理四種形式的分析方法，最后學會強度、剛度校核。其中最關鍵的是要能準確并正確的認知其受力狀況。

　　4工程力學的發(fā)展前景及結論

　　工程力學是不引人注目的。力學既是基礎學科，又是應用學科：作為基礎學科它與數(shù)理化天地生同樣重要，是機械、土木、交通、能源、材料、儀器儀表等相關工科的基礎;作為應用學科，它幾乎與所有工科專業(yè)交叉，直接解決工科專業(yè)發(fā)展和工程實際中的力學難題。現(xiàn)在的工程力學專業(yè)，與時俱進，多增加了使用大型工程力學分析軟件解決實際問題以及利用計算機輔助測試系統(tǒng)進行工程測試和分析的學習。可以說，它亦理亦工，同時精通計算機。就時代而言，工程力學也是碰到了好年頭，百業(yè)俱興，各類基礎建設開展得轟轟烈烈，工程力學無論參與到建筑設計還是土木施工中都大有可為，能源采掘、船舶制造和航天器制造，也都要充分用到力學知識，力學是工科中的“萬金油”專業(yè)。

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