研究內(nèi)容

　　在人們運(yùn)用材料進(jìn)行建筑、工業(yè)生產(chǎn)的過程中，需要對材料的實(shí)際承受能力和內(nèi)部變化進(jìn)行研究，這就催生了材料力學(xué)。運(yùn)用材料力學(xué)知識可以分析材料的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。材料力學(xué)還用于機(jī)械設(shè)計使材料在相同的強(qiáng)度下可以減少材料用量，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以達(dá)到降低成本、減輕重量等目的。

　　在材料力學(xué)中，將研究對象被看作均勻、連續(xù)且具有各向同性的線性彈性物體。但在實(shí)際研究中不可能會有符合這些條件的材料，所以須要各種理論與實(shí)際方法對材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較。

　　包括兩大部分：一部分是材料的力學(xué)性能（或稱機(jī)械性能）的研究，而且也是固體力學(xué)其他分支的計算中必不可缺少的依據(jù)；另一部分是對桿件進(jìn)行力學(xué)分析。桿件按受力和變形可分為拉桿、壓桿（見柱和拱）、受彎曲（有時還應(yīng)考慮剪切）的梁和受扭轉(zhuǎn)的軸等幾大類。桿中的內(nèi)力有軸力、剪力、彎矩和扭矩。桿的變形可分為伸長、縮短、撓曲和扭轉(zhuǎn)。在處理具體的桿件問題時，根據(jù)材料性質(zhì)和變形情況的不同，可將問題分為三類：

　　①線彈性問題。在桿變形很小，而且材料服從胡克定律的前提下，對桿列出的所有方程都是線性方程，相應(yīng)的問題就稱為線性問題。對這類問題可使用疊加原理，即為求桿件在多種外力共同作用下的變形（或內(nèi)力），可先分別求出各外力單獨(dú)作用下桿件的變形（或內(nèi)力），然后將這些變形（或內(nèi)力）疊加，從而得到最終結(jié)果。

　�、趲缀畏蔷�性問題。若桿件變形較大，就不能在原有幾何形狀的基礎(chǔ)上分析力的平衡，而應(yīng)在變形后的幾何形狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。這樣，力和變形之間就會出現(xiàn)非線性關(guān)系，這類問題稱為幾何非線性問題。

　�、畚锢矸蔷�性問題。在這類問題中，材料內(nèi)的變形和內(nèi)力之間（如應(yīng)變和應(yīng)力之間）不滿足線性關(guān)系，即材料不服從胡克定律。在幾何非線性問題和物理非線性問題中，疊加原理失效。解決這類問題可利用卡氏第一定理、克羅蒂－恩蓋塞定理或采用單位載荷法等。

　　在許多工程結(jié)構(gòu)中，桿件往往在復(fù)雜載荷的作用或復(fù)雜環(huán)境的影響下發(fā)生破壞。例如，桿件在交變載荷作用下發(fā)生疲勞破壞，在高溫恒載條件下因蠕變而破壞，或受高速動載荷的沖擊而破壞等。這些破壞是使機(jī)械和工程結(jié)構(gòu)喪失工作能力的主要原因。所以，材料力學(xué)還研究材料的疲勞性能、蠕變性能和沖擊性能。