固体力学发展简史.doc

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1、固体力学发展简史引言固乞力学是力学屮形成较早、理论性较强、应用较广的一个分支，它主要研究可变形固体在外界因素（如载荷、温度、湿度等）作用下，其内部各个质点所产牛的位移、运动、应力、应变以及破坏等的规律。固体力学研究的内容既有弹性问题，又有頼性问题；既有线性问题，又有非线性问题。在固体力学的早期研究屮，一般多假设物体是均匀连续介质，但近年来发展起來的复合材料力学和断裂力学扩人了研究范围，它们分别研究非均匀连续体和含有裂纹的非连续体。自然界小存在着大至天体，小至粒子的固态物体和各种固体力学问题。人所共知的山崩地裂、沧海桑出都与固体力学有关。现代工程屮，无

2、论是飞行器、船舶、坦克，还是房屋、桥梁、水坝、原子反应堆以及日用家具，其结构设计和计算都应用了固体力学的原理和计算方法。由于工程范围的不断扩大和科学技术的迅速发展，固体力学也在发展，一方面要继承传统的有用的经典理论，另i方面为适应各们现代工程的特点而建立新的理论和方法。固体力学的研究对象按照物体形状可分为杆件、板壳、空间体、薄壁杆件四类。薄壁杆件是指长宽厚尺寸都不是同量级的固体物件，在飞行器、船舶和建筑等工程结构屮都广泛采用了薄壁杆件。1.萌芽时期远在公兀前二千多年前，屮国和世界其他文明古国就开始建造有力学思想的建筑物、简单的车船和狩猎工具等。屮国在

3、隋开皇屮期（公元591〜599年）建造的赵州石拱桥，已蕴含了近代杆、板、壳体设计的—•些基本思想。随着实践经验的积累和工艺精度的提高，人类在房屋建筑、桥梁和船舶建造方面都不断取得辉煌的成就，但早期的关于强度计算或经验估算等方面的许多资料并没有流传下來。尽管如此，这些成就还是为较早发展起來的固体力学理论，特别是为后来划归材料力学和结构力学那些理论奠定了基础。发展吋期实践经验的积累和17世纪物理学的成就，为同体力学理论的发展准备了条件。在18世纪，制造大型机器、建造大型桥梁和大型厂房这些社会需要，成为固体力学发展的推动力。这期间，固体力学理论的发展也经历

4、了四个阶段：基本概念形成的阶段；解决特殊问题的阶段；建立一•般理论、原理、方法、数学方程的阶段；探讨复杂问题的阶段。在这一•时期，固体力学基本上是沿着研究弹性规律和研究塑性规律,这样两条平行的道路发展的，而弹性规律的研究开始较早。2•主干成长期弹性固体的力学理论是在实践的基础上于17世纪发展起来的。英国的胡克于1678年提出：物体的变形与所受外载荷成正比，后称为胡克定律；瑞士的雅各布第一•伯努利在17世纪末提出关于弹性杆的挠度曲线的概念；而丹尼尔第一•伯努利于18世纪屮期，首先导出棱柱杆侧向振动的微分方程;瑞士的欧拉于1744年建立了受压柱体失稳临界

5、值的公式，又于1757年建立了柱体受压的微分方程,从而成为第一个研究稳定性问题的学者；法国的库仑在1773年提出了材料强度理论，他还在1784年研究了扭转问题并提出剪切的概念。这些研究成果为深入研究弹性固体的力学理论奠定了基础。