固体力学研究前沿与趋势[行业特制]
固体力学的发展及其在航空航天工程中的应用研究
固体力学的发展及其在航空航天工程中的应用研究
杨泽天
【期刊名称】《中国设备工程》
【年(卷),期】2022()13
【摘要】固体力学作为力学的一个重要分支,是研究固体材料受力时内部应力应变规律以及变形破坏规律的学科。
随着有限元理论的发展以及计算机在固体力学领域的广泛应用,计算固体力学在现代得到了迅速的发展。
在20世纪50年代左右,固体力学又衍生出断裂力学以及复合材料力学这两个分支。
20世纪70年代,细观力学逐步发展,在材料的强度和韧性方面的研究取得了重大进展。
近年来,随着中国宇航产业的蓬勃发展,为适应各种苛刻环境条件而开发新型航空材料的计算模拟需求也在不断提升。
本文着眼于固体力学的发展,分析了计算固体力学在中国航空技术中的应用。
【总页数】3页(P116-118)
【作者】杨泽天
【作者单位】重庆大学
【正文语种】中文
【中图分类】V214
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2.航空航天综合多学科交叉与技术是力学发展的源动力--"记首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会"
3.
无网格迦辽金法在固体力学中的应用研究4.力学支撑先进复材设计与制造助力航空航天轻量化结构发展——走进同济大学航空航天与力学学院先进复合材料结构设计与制造团队5.《固体火箭技术》航空航天结构与力学专栏征稿启事
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一般力学与力学基础的前沿研究与发展趋势
一般力学与力学基础的前沿研究与发展趋势力学是研究物体运动和受力情况的一门科学。
作为自然科学的基础学科之一，力学在科学研究和工程应用中起着重要的作用。
本文将介绍一般力学与力学基础的前沿研究与发展趋势。
1. 自旋力学自旋力学是近年来力学领域的一个前沿研究方向。
传统的力学理论主要研究物体的平动和转动，而自旋力学则研究物体的自旋运动。
自旋是微观粒子特有的性质，具有重要的量子力学特征。
自旋力学的发展对于深化对微观世界的认识具有重要意义。
2. 多体力学多体力学是研究多个物体相互作用的力学学科。
随着科学技术的发展和研究对象的复杂化，多体力学成为力学研究的一个重要方向。
多体力学涉及多种物理现象和学科交叉，如天体力学、固体力学等。
通过对多体系统的研究，可以揭示物体间的相互作用规律和宏观现象的基本原理。
3. 复杂系统力学复杂系统力学是研究非线性、不确定性和随机性等复杂系统的力学学科。
复杂系统广泛存在于自然界和社会系统中，具有自组织、自相似、非平衡态等特征。
复杂系统力学的研究可以提供对复杂系统行为的解释和预测，对于社会、生物和工程等领域具有重要的应用价值。
4. 弹塑性力学弹塑性力学是研究物体在受力作用下的弹性变形和塑性变形的力学学科。
弹性变形是指物体受力后能够完全恢复原状的变形，而塑性变形则是物体受力后无法完全恢复原状的变形。
弹塑性力学的研究对于材料力学和工程结构设计具有重要的理论和实践价值。
5. 生物力学生物力学是研究生物体运动和受力情况的力学学科。
生物体是活动的物体，其运动和受力涉及到生物组织的力学特性和机制。
生物力学的研究对于解释生物运动原理、优化运动方式和改善生物工程等领域具有重要的意义。
6. 粒子力学粒子力学是研究物体微观粒子的运动和相互作用力的力学学科。
粒子力学是量子力学和相对论力学的基础，对于解释微观世界的规律和预测微观现象具有重要的意义。
粒子力学的发展在加速器物理学、核物理学和高能物理学等领域发挥着重要的作用。
固体力学就业方向
固体力学就业方向固体力学是一门研究物体内部受力和变形的学科，广泛应用于工程、建筑、航天、汽车、机械等领域。
随着社会的发展和科技的进步，固体力学越来越受到人们的关注，成为一个热门的就业方向。
本文将从固体力学的定义、应用领域、就业前景等方面进行探讨。
一、固体力学的定义固体力学是研究物体内部受力和变形的学科，它主要研究物体在外界作用下的应力、应变和变形等力学性质。
它是力学的一个分支，主要包括弹性力学、塑性力学、断裂力学、疲劳力学、复合材料力学等方向。
固体力学的研究对象包括各种材料，如金属、陶瓷、塑料、复合材料等。
二、固体力学的应用领域固体力学是一门广泛应用于工程、建筑、航天、汽车、机械等领域的学科。
下面我们来看一下固体力学的主要应用领域：1.机械工程固体力学是机械工程中不可或缺的一门学科。
机械工程师需要掌握固体力学的基本理论和方法，以便在设计和制造机械设备时能够预测和分析材料的性能和受力情况。
2.土木工程土木工程师需要掌握固体力学的原理和方法，以便在设计和建造桥梁、隧道、大坝等工程时能够预测和分析结构的受力情况和变形情况。
3.航天工程航天工程师需要掌握固体力学的基本理论和方法，以便在设计和制造航天器时能够预测和分析航天器在大气层内和太空中的受力情况和变形情况。
4.汽车工程汽车工程师需要掌握固体力学的原理和方法，以便在设计和制造汽车时能够预测和分析汽车的受力情况和变形情况，从而提高汽车的安全性和性能。
5.材料科学材料科学家需要掌握固体力学的基本理论和方法，以便在研究材料的性能和应用时能够预测和分析材料的受力情况和变形情况。
三、固体力学的就业前景随着社会的发展和科技的进步，固体力学在各个领域的应用越来越广泛，因此，固体力学的就业前景也越来越广阔。
下面我们来看一下固体力学的就业前景：1.机械工程师机械工程师是固体力学的主要就业方向之一。
机械工程师可以在制造、设计、研发等领域工作，例如汽车制造、航空航天、机器人制造等。
力学计量的发展现状及未来趋势分析
力学计量的发展现状及未来趋势分析1. 引言力学计量是应用于工程、科学和技术领域的重要学科，旨在研究物体的运动、力的作用和力的测量。
力学计量的发展对于现代科技和工业领域的发展起着至关重要的作用。
本文将探讨力学计量的当前状态及未来的趋势。
2. 发展现状2.1 传统力学计量传统力学计量的发展主要集中在传感器、测量仪器和标准装置的改进和研发上。
传感器的发展从最早的机械测力计、压力传感器发展到现代的电子传感器和纳米力传感器，测量的准确度和灵敏度得到大幅度提高。
此外，标准装置的研发也对力学计量的发展起到了重要作用，如加速度计、测力仪器和测力传递装置的不断改进。
2.2 基于机器学习和人工智能的力学计量近年来，机器学习和人工智能的发展对力学计量的研究产生了积极影响。
通过机器学习算法的应用，可以更好地处理和分析力学计量的数据，提高测量的准确性和效率。
此外，人工智能的应用也带来了更精准的测量结果，使得力学计量的技术得以进一步发展。
3. 未来趋势3.1 高精度和高稳定性未来的力学计量技术将更加关注高精度和高稳定性。
随着社会的发展和对测量结果精确度要求的提高，对高精度和高稳定性的需求将不断增加。
因此，力学计量的研究将继续改进传感器、仪器和标准装置，以提供更精确的测量结果。
3.2 纳米力测量随着纳米科技的进步，纳米力测量将成为未来力学计量研究的一个重要方向。
由于纳米材料具有特殊的物理和力学特性，纳米力测量可以实现对微观和纳米级物体的力学性质的准确测量。
纳米力测量的发展有望在纳米技术和纳米器件研究领域发挥重要作用。
3.3 跨学科融合未来力学计量的发展将不再局限于传统的物理学和工程学领域，而是借鉴其他学科的理论和技术，实现跨学科的融合。
例如，生物学、化学和医学等领域的研究成果可以应用于力学计量的研究中，从而拓宽力学计量的应用领域。
3.4 多元化的应用未来的力学计量技术将面临多元化的应用需求。
随着科技的不断进步，力学计量的应用领域也将不断扩展。
计算固体力学中的重要研究领域
结构优化. 结构优化是应用中的重大课题。近年来已从结构尺寸优 化发展到结构形状和拓扑的优化。与优化相关联的反问题是许多应 用课题中的基础，应大力予以研究。在优化与反问题中，可应用序 列线性规划与序列二次规划法。
结构优化分析反过来对于力学基础理论也作出了重要推动。在板的 优化研究深入之际，已发现传统的连续体并不是最优的，真实的优 化解应当是由无限密肋组成的板结构形式。这个结构影响深远，由 此启发出微结构材料设计这一尖端领域。一般的结构优化问题中未 知量是连续变化的，而拓扑优化则是离散的，而且改变着区域的拓 扑性质，所以拓扑优化的非线性性质更高出一个层次; 至于设计方 案、总体布局等问题，甚至都无法找到恰当的数学模型来进行表达， 这一类非线性只能用人工智能、专家系统的手段来处理。
结构动力学问题（如抗震动力分析与控制）是不能松懈的课题。时程积分是结构动力学的基本问 题。对于结构在冲击荷载、突加荷载、控制力、热冲击、传质传热等过程中的响应都要进行时程积分 的计算。当前熟知的Newmark法、Wilson-θ法、中央差分法等差分类的算法，易于带入误差，应发 展高精细程度的积分类算法。
在这一研究趋势下，计算固体力学算法研究的若干重 要问题可列举如下:
单击此处添加小标题
计算细观力学. 为深入研究材料的本构和破坏行为，提出了多种细观的离散模型， 例如分子动力学模拟、缺陷和裂纹的损伤演化模拟等。
单击此处添加小标题
解析法与数值法的结合. 采用数值法并不排斥解析法，巧妙地采用解析法可能带来 有价值的结果。边界元法就是这种结合的产物。对于旋转体或多种对称的结构可 用群论方法求解。这类有效算法应当集成到通用有限元程序中。
求解各类大变形固体力学问题是当今数值计算的一个重要发展方向，它们涉 及到材料粘塑性、流变、热传导与相变等效应，需要发展相应的有效算法。
21世纪力学发展趋势
21世纪初的力学发展趋势力学是力与运动的科学，它研究的对象主要是物质的宏观机械运动，它既是基础科学，又是众多应用科学特别是工程技术的基础。
它过去建立在牛顿定律和经典热力学的基础上，现在则扩大到量子力学描述的微观层次。
力学和天文学、微积分学几乎同时诞生，曾在经典物理的发展中起关键作用。
20世纪力学在推动地球科学，如大气物理、海洋科学等的定量化方面，作出了重大贡献。
近年来还在材料科学、生物学、医学等科学分支中起着越来越重要的作用。
由研究弦、杆、板振动而形成的数学物理方法中的谱理论，很自然地被移用到量子力学。
由力学现象中首先发现的分叉(可追溯到200多年前Euler对压杆稳定性的研究)、孤立波(约100年前)、混沌(30年前)等现象以及相应的理论方法，是被称为20世纪自然科学最重要发展之一的非线性科学的核心部分。
由于力学本质上是研究物体宏观运动的，而宏观运动是人类唯一可以直接感知，因而更易理解的运动，所以由力学中首先发现的带有规律性的现象，后来被发现具有超出宏观运动意义的这种人类认识自然的无穷尽的过程，今后仍将继续不断。
力学又是为数极多的工程技术的基础学科。
在20世纪，出于工程技术发展的需要(顺便提一句，工程可以说无一例外地是宏观的)，应用力学有空前的发展。
在力学理论的指导或支持下取得的工程技术成就不胜枚举。
最突出的有：以人类登月、建立空间站、航天飞机等为代表的航天技术；以速度超过5倍声速的军用飞机、起飞重量超过300t、尺寸达大半个足球场的民航机为代表的航空技术；以单机功率达百万千瓦的汽轮机组为代表的机械工业，可以在大风浪下安全作业的单台价值超过10亿美元的海上采油平台；以排水量达5×105t的超大型运输船和航速可达30多节、深潜达几百米的潜艇为代表的船舶工业；可以安全运行的原子能反应堆；在地震多发区建造高层建筑；正在陆上运输中起着越来越重要作用的高速列车，等等，甚至如两弹引爆的核心技术，也都是典型的力学问题。
前沿材料学领域的研究进展与趋势
前沿材料学领域的研究进展与趋势随着人工智能、互联网、生物技术等领域的发展，科学技术的蓬勃发展已成为当今社会的重要标志。
在这样一个背景下，前沿材料学领域的研究也在不断推进。
本文将介绍前沿材料学领域的研究进展与趋势，包括先进合金、功能纳米材料和智能材料。
一、先进合金先进合金是一种新型材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
合金是指由两种或两种以上的金属或非金属元素在一定比例下按照一定的物理化学方法制备的材料。
通过对合金内元素、结构和组织等方面的调控，可以获得更加优异的性能。
先进合金的主要应用领域是航空航天、汽车、能源和生命科学等领域。
其中，镍基合金是一种常见的先进合金，广泛应用于高温高压和腐蚀环境下的部件。
这些材料在这些应用领域中具有重要的作用。
二、功能纳米材料功能纳米材料是指具有特殊功能的纳米级别材料，这些材料是由一系列纳米结构构成的。
与传统的材料相比，功能纳米材料具有更高的比表面积、更强的量子化效应、更强的光学、电学和磁学性能。
这些优异的性能赋予纳米材料许多新的应用领域，包括纳米电子学、纳米药学、纳米传感器和纳米光学器件等。
以碳纳米管为例，它们在电子输运、力学特性、光学特性和热学特性方面具有优异的性能。
碳纳米管材料是近年来相对成熟的纳米材料之一，已经得到了广泛的研究和应用。
三、智能材料智能材料是一种具有响应能力的新型材料，这些材料可以像生物体一样“感知”外部信号并以特定的方式响应。
智能材料可以通过控制温度、电场、磁场等外部因素，以特定的性能响应，如形状记忆、感应变色、感应变形等。
这些材料的应用领域包括机器人学、医学等领域。
以形状记忆合金为例，它具有快速的形状记忆、良好的耐腐蚀性和耐高温性等优点，在产品设计、医学器械、防盗系统等领域得到了广泛应用。
总之，先进合金、功能纳米材料和智能材料在材料学领域中呈现出高度活力和增长潜力。
未来，这些材料将成为推动科学技术进步和人类社会发展的驱动力。
固体力学
固体力学作业学院材料科学与工程学院专业名称材料工程班级 Y110301 姓名成炼学号 S2*******固体力学概述摘要：固体力学是整个力学学科中研究规模最大的分支学科。
该学科的研究是材料、水利、土木工程等学科的发展有很大的推动作用。
本文对固体力学的概念、发展历程、学科特点及其中的分支材料力学进行了简介。
并对本学科发展面临的问题进行了讨论。
关键词：固体力学；材料力学；学科特点Overview of solid mechanicsAbstract: Solid mechanics is the largest branch of mechanics. The study of this subject promotes the development of other disciplines, such as materials and civil engineering. The concept and characteristics of the subject will be introduced, as well as its problems.Keywords: Solid mechanics；Material mechanics；Subject characteristics一、固体力学的发展1.概念固体力学是研究可变形固体在外界因素作用下所产生的应力、应变、位移和破坏等的力学分支。
固体力学在力学中形固体力学成较早，应用也较广。
应用学科包括水利科技工程力学、工程结构、建筑材料、工程力学等。
固体力学是力学中形成较早、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生的位移、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，又有塑性问题；既有线性问题，又有非线性问题。
在固体力学的早期研究中，一般多假设物体是均匀连续介质，但近年来发展起来的复合材料力学和断裂力学扩大了研究范围，它们分别研究非均匀连续体和含有裂纹的非连续体。
固体力学的发展及其在航空航天领域的应用研究
固体力学的发展及其在航空航天领域的应用研究摘要固体力学作为工程力学的一个重要分支，要研究的内容是分析各种物质材料在宏观和微观领域的力学性质，以及材料在个体和组合状态下的力学改变及状态，具有丰富而有深度的学科交叉性，通过将数学、物理学、生物学等学科理论成果与具体工程实际相结合，具备一系列突出的学科创新生长点，在各个领域的应用极为广泛，其中在航空航天领域中飞行器运行过程中的复杂问题、计算机数值模拟以及活化响应图像试验、逆问题（或者反问题）、主动控制技术领域以及随机过程中的应用研究，对于航空航天事业的发展具有重要的指导以及推动意义。
关键词工程力学；固体力学；学科发展；航空航天领域1 固体力学的学科发展1.1 工程力学与固体力学工程力学，主要是指力学知识在工科领域的具体应用，主要研究内容是分析各种物质材料在宏观和微观领域的力学性质，以及材料在个体以及组合状态下的力学改变以及状态，随着我国工业领域的不断发展壮大而不断进步的一门学科。
近些年来随着材料学领域的不断拓展以及研究的深入，使得工程力学在新的理论研究的基础上再微观领域的研究不断深入完善。
目前，工程力学的主要发展领域在于材料力学、流体力学以及固体力学三个方面。
在材料力学领域，建筑工程通过对钢筋混凝土的强度以及受力分析对建筑物的承载强度进行计算，在机械制造领域通过对机械各个部分的剪切力以及扭转力的分析对机械进行预先的研究设计从而使得精密大型机械的制造可行性大大提高；在流体力学领域，主要是研究液体在流动状态下的力学特性，这对于石油开采具有积极的意义，通过对石油的渗透机理进行研究，将石油流动过程中的力进行量化，从而指导油田的发现以及石油的开采；在固体力学领域，航空航天以及水利工程等方面应用极为广泛，这也是我们主要的研究方向[1]。
1.2 固体力学的发展特点（1）基础联系工程，理论联系实践固体力学的主要研究对象是固体在受力情况下的流动、形变甚至断裂等现象，将理论知识与工程实际相结合，联合数学、物理学、生物学等学科知识以及研究成果，从宏观领域延伸到微观领域，研究最新的力学现象以及原理，通过建立新的研究方法以及研究模型，发展新的理论知识，不断丰富自身内涵，保持旺盛的学科生命力，在各个工程领域发光发热，服务国民经济与国防安全。
工程力学和固体力学就业
工程力学和固体力学就业工程力学和固体力学是工程领域中非常重要的学科，它们在工程设计、结构分析和材料力学等领域都有广泛的应用。
对于学习这两门学科的学生来说，掌握了相关知识和技能，将会对他们的就业前景产生积极的影响。
工程力学和固体力学的就业前景较为广泛。
随着我国工程建设的不断推进和经济的快速发展，对于工程领域的人才需求也越来越大。
而工程力学和固体力学作为工程设计和分析的基础学科，为工程师提供了必要的理论和方法，因此在工程设计、结构分析、建筑施工等方面都有广泛的就业机会。
工程力学和固体力学的应用范围涉及到建筑、桥梁、道路、机械、航空航天、能源等多个领域，这些领域都需要工程师具备扎实的工程力学和固体力学知识。
工程力学和固体力学的知识与技能对于工程师来说是必备的。
在工程设计和分析过程中，需要进行结构的力学计算和分析，以保证结构的安全和稳定性。
而工程力学和固体力学正是提供了这些计算和分析的理论和方法。
工程师需要掌握受力分析、应力分析、变形分析等基本概念和方法，以及各种结构的受力性能和材料的力学性质。
只有掌握了这些知识和技能，工程师才能进行准确的计算和分析，为工程设计和施工提供可靠的依据。
工程力学和固体力学的学习还能培养学生的分析和解决问题的能力。
在学习过程中，学生需要通过应用理论和方法，解决各种力学问题。
这些问题不仅需要学生具备扎实的理论基础，还需要学生具备较强的分析和解决问题的能力。
通过解决这些问题，学生能够培养自己的逻辑思维能力和创新能力，提高自己的工程实践能力。
工程力学和固体力学的学习对于进一步深造和科研也是有帮助的。
在工程力学和固体力学的学习过程中，学生会接触到一些前沿的理论和方法，并有机会参与到一些科研项目中。
这将为他们今后进一步深造和从事科研工作奠定基础。
在研究领域，工程力学和固体力学的知识和方法被广泛应用于结构优化、材料性能研究、灾害防治等方面，为解决一些重大科学和工程问题提供了重要的支撑。
工程力学和固体力学是工程领域中非常重要的学科，它们对于工程师的就业前景和职业发展有着积极的影响。
21世纪力学发展趋势
21世纪初的力学发展趋势力学是力与运动的科学，它研究的对象主要是物质的宏观机械运动，它既是基础科学，又是众多应用科学特别是工程技术的基础。
它过去建立在牛顿定律和经典热力学的基础上，现在则扩大到量子力学描述的微观层次。
力学和天文学、微积分学几乎同时诞生，曾在经典物理的发展中起关键作用。
20世纪力学在推动地球科学，如大气物理、海洋科学等的定量化方面，作出了重大贡献。
近年来还在材料科学、生物学、医学等科学分支中起着越来越重要的作用。
由研究弦、杆、板振动而形成的数学物理方法中的谱理论，很自然地被移用到量子力学。
由力学现象中首先发现的分叉(可追溯到200多年前Euler对压杆稳定性的研究)、孤立波(约100年前)、混沌(30年前)等现象以及相应的理论方法，是被称为20世纪自然科学最重要发展之一的非线性科学的核心部分。
由于力学本质上是研究物体宏观运动的，而宏观运动是人类唯一可以直接感知，因而更易理解的运动，所以由力学中首先发现的带有规律性的现象，后来被发现具有超出宏观运动意义的这种人类认识自然的无穷尽的过程，今后仍将继续不断。
力学又是为数极多的工程技术的基础学科。
在20世纪，出于工程技术发展的需要(顺便提一句，工程可以说无一例外地是宏观的)，应用力学有空前的发展。
在力学理论的指导或支持下取得的工程技术成就不胜枚举。
最突出的有：以人类登月、建立空间站、航天飞机等为代表的航天技术；以速度超过5倍声速的军用飞机、起飞重量超过300t、尺寸达大半个足球场的民航机为代表的航空技术；以单机功率达百万千瓦的汽轮机组为代表的机械工业，可以在大风浪下安全作业的单台价值超过10亿美元的海上采油平台；以排水量达5×105t的超大型运输船和航速可达30多节、深潜达几百米的潜艇为代表的船舶工业；可以安全运行的原子能反应堆；在地震多发区建造高层建筑；正在陆上运输中起着越来越重要作用的高速列车，等等，甚至如两弹引爆的核心技术，也都是典型的力学问题。
电磁固体力学方面的研究 国家自然科学一等奖
电磁固体力学方面的研究国家自然科学一等奖【电磁固体力学方面的研究：国家自然科学一等奖】一、引言电磁固体力学是一个前沿而又极富挑战的研究领域，它涉及电磁场与固体力学的耦合作用，研究内容涵盖了从基本物理学原理到工程应用的广泛范围。
近年来，这一领域涌现出了许多杰出的研究成果，其中一些更是获得了国家自然科学一等奖，这为我们带来了崭新的研究视角和思路。
二、电磁固体力学的基本概念电磁固体力学是指在电磁场作用下，固体材料的力学性能和行为。
该领域的研究主要包括电磁场与固体的相互作用机理、固体材料在电磁场下的力学响应规律以及电磁场对固体材料性能的影响等内容。
电磁力学的引入使得传统固体力学出现了许多新的现象和问题，这为固体力学和材料科学领域带来了更为丰富的研究内容和挑战。
三、电磁固体力学方面的杰出研究成果在过去的数年间，我国在电磁固体力学方面取得了一系列的杰出研究成果，其中一些更是获得了国家自然科学一等奖。
针对某一特定材料在电磁场下的变形和断裂行为进行了深入的理论和实验研究，揭示了电磁场对固体材料性能的重要影响，为材料设计和应用提供了新的思路和方法。
另外，基于电磁场与固体的相互作用机理，开展了一系列新型电磁材料的设计和制备工作，为电磁材料在电子通讯、电磁隐身等领域的应用拓展了新的可能性。
四、对电磁固体力学的个人理解与展望在我看来，电磁固体力学是一个充满无限可能和挑战的领域。
它不仅涉及了电磁场与固体的复杂相互作用，还融合了材料科学、力学和电磁学等多个学科的交叉研究。
未来，我国电磁固体力学领域的研究将面临更多新的问题和挑战，比如如何实现电磁材料的多功能调控，如何充分发挥电磁力学在材料设计和工程中的作用等。
我相信在未来的日子里，我国的科研学者们将会在这一领域取得更多突破性的研究成果，为世界的材料科学和工程技术贡献更多我国智慧。
五、总结电磁固体力学作为一个前沿而又极富挑战的研究领域，近年来取得了一系列杰出的研究成果，其中一些更是获得了国家自然科学一等奖。
固体力学学科研究的发展趋势
固体力学学科研究的发展趋势导读：与整个力学学科一样，固体力学兼具技术科学与基础科学的属性，它既为工程设计和发展生产力服务，也为发展自然科学服务。
因此探讨固体力学的发展趋势可以从应用研究和学科研究两个角度进行。
本文讨论固体力学学科研究的发展趋势。
自然科学和工程技术的跨世纪发展将拓广固体力学的学科前沿。
研究的对象从均匀介质拓广为非均匀介质，从单相的介质拓广为多相的介质。
研究环境从简单的环境拓广为伴随着热、电磁与化学（例如相变）作用的环境。
研究的层次从宏观深入到细观与微观，并实现宏、细、微观的结合，由此造成细观力学的发展。
与层次细化相呼应的另一发展趋势是空间尺度与时间尺度的粗化，探讨地球和地壳板块的运动和断裂，进行星际撞击的破损评估。
固体力学的研究过程已从古典固体力学所涉及的强度条件，延伸到固体连续变形至宏观裂纹扩展的破坏过程；再进一步深化为研究固体由变形、损伤的萌生和演化，直至出现宏观裂纹，再由裂纹扩展至破坏的全过程。
研究不仅限于当前状态，而追溯到材料形成、构件与结构的制造工艺的历史过程。
研究的目标不仅针对已有材料，还要按一定的力学性能或特种功能的要求从不同的尺度上设计材料。
上述研究内容的拓广，使当今固体力学远远超出古典线性固体力学的范畴，而具有高度非线性特征。
固体力学的发展必须吸收非线性科学的成就，同时推动非线性科学的发展。
为了实现固体力学对研究对象、环境、层次、过程、历史和目标的拓广，力学家们应借助于计算机和计算力学的发展，借助于近代物理学提供的从宏观到细、微观尺度的新型实验力学手段。
在对力学发展的总体认识下，固体力学在世纪之交将体现以下趋势：1. 以非线性力学为核心领域的力学与数学的结合这一结合引入近代数学的定性理论和非线性科学的成就，使力学研究的思想观念和分析方法上升到一个新的高度。
这些非线性科学的工具包括非线性动力学的方法和概念，如分岔、混沌、孤立子、分形几何；也包括非平衡统计理论，如粗视化（重整化群）方法和渐近相似理论。
固体力学的发展状况
固体力学的发展状况(1) 固体力学的两重属性与整个力学学科一样，固体力学兼具技术科学与基础科学的属性. 它既为工程设计和发展生产力服务，也为发展自然科学服务。
固体力学在许多工程领域都发挥着重要的作用。
这些领域包括航空航天工程、造船与海洋工程、核电工程、机械制造、动力机械工程、地质勘探、石油开采、土木工程、水利工程、岩土工程、材料科学与工程、微电子技术、医学工程等等。
作为基础科学的力学为自然科学的发展作出了重要的贡献。
在力学发展中作出奠基性贡献的学者如伽利略（G. Galileo）、牛顿（I. Newton）、柯西（A. Cauchy）、爱因斯坦（A. Einstein）等人带动了整个数理科学的发展。
在各门基础学科的术语中，“力”无所不在。
弹性力学的理论体系的建立是科学发展史上一个范例。
非线性科学中分岔的基本概念和分析方法萌芽于固体力学中的压杆稳定问题。
固体力学研究的对象包括自然界中表现形式最丰富的物质形态和人类创造的绝大多数技术材料，它所研究的力学过程是宇宙间最基本的过程之一。
它通过数学力学理论、物理力学、力化学、天体力学、地质力学、生物力学等交叉科学与其它所有基础科学门类相联系。
国际著名固体力学专家赖斯（J. R. Rice）教授在《不列颠百科全书》（1993年版）“固体力学”条目中列举了下述可利用固体力学概念来研究的命题: “在地幔中如何发生流动从而牵带大陆板块的迁移及海床在它们之下的伸入? 山脉是如何形成的? 地震时断层处发生了什么过程? 这些扰动是怎样以地震波的形式传播，且震撼并可能摧毁建筑物和桥梁?滑坡如何产生?土壤和岩石基础在不破坏的前提下可以承受建筑物对它的多大压力? 如何选择、配置和成形各种材料，从而控制它们的承载来制成安全、可靠、耐久、经济的结构（这些结构包括飞机骨架、桥梁、船舶、建筑物、人工心脏瓣膜和计算机集成电路芯片）？如何利用这些固体材料来制造诸如喷气发动机、泵、自行车之类的机器? 结构表面形状的变化或流体介质的不均匀性如何引起运输工具（如汽车、飞机、轮船）的振动? 如何由振动控制来达到舒适、减噪和避免疲劳破坏的目标? 在结构循环加载时（如桥梁、发动机、机翼或油箱）裂纹扩展的速度有多快，什么时候会产生灾难性的裂纹扩展? 我们如何控制结构物在冲击过程的变形，从而在设计运输工具时使其具有耐撞性? 如何成形材料或技术产品（如金属和高聚物的模具挤压、板材轧制、复杂形状模压等等）? 多晶体塑性和蠕变应变时历经了何种微观过程? 如何将不同的材料相元配置在一起，像纤维增强复合材料一样，来实现实用中所需要的刚度和强度的综合性能在体育用品（如滑雪板和网球拍）中所需要的材料综合性能和总体响应是什么? 人类头骨在事故中的冲击响应是什么? 人体的心脏肌肉如何控制血液的泵压，且动脉瘤的发生源于何种控制功能紊乱?”上述种种问题对自然界演化的解释，对科学技术的进步，对人类的生存保护都是非常重要的。
固体力学在机械工程中的应用与发展
固体力学在机械工程中的应用与发展固体力学是一门研究材料和结构的力学学科，主要研究物体在受到外力作用下的变形、应力和材料破坏行为。
在机械工程领域，固体力学是一种必备的理论和工具，它的应用范围十分广泛。
本文将从三个方面探讨固体力学在机械工程中的应用与发展。
首先，固体力学在机械设计中的应用是不可或缺的。
机械的设计需要保证其在工作环境中具有足够的强度和刚度，以确保机器的正常运行和安全性。
固体力学可以通过分析应力和变形的分布来确定机械结构的尺寸、形状和材料选择。
例如，在设计齿轮传动系统时，固体力学可以帮助工程师计算齿轮的受力情况，判断是否满足强度和疲劳寿命的要求。
另外，在设计机械构件时，固体力学还可以帮助优化设计，提高材料的使用效率，减轻结构的重量。
其次，固体力学在力学性能测试与监测中也扮演着重要角色。
在机械工程中，复杂的力学性能测试是必不可少的。
固体力学可以通过力学试验来研究材料的弹性、塑性、断裂行为等力学特性，为机械设计师提供可靠的数据支持。
例如，通过拉伸试验可以确定材料的屈服强度和断裂强度；通过压缩试验可以推导出材料的抗压强度；通过扭转试验可以得到材料的剪切应力和剪切模量等。
此外，在机械工程中，对结构和构件的监测与评估也非常重要。
固体力学的方法可以通过应变计、力传感器等装置对结构进行实时监测，及时发现结构的变形和损伤情况，并针对性地采取措施，保障机械系统的正常运行。
最后，固体力学在材料加工和制造过程中也发挥着重要作用。
在机械工程中，通过对工件进行加工和制造来实现设计图纸上的要求。
固体力学可以帮助工程师研究和优化加工过程的力学特性，提高制造过程的效率和质量。
例如，在金属的塑性加工中，固体力学可以帮助工程师优化压力和变形条件，以预测金属材料的变形和应力分布，从而提高产品的制造精度。
此外，固体力学还可以研究材料的断裂行为和疲劳寿命，为材料的选型和使用提供科学依据。
综上所述，固体力学在机械工程中具有重要的应用与发展潜力。
固体力学发展趋势之我见_黄廖山
固体力学发展趋势之我见黄廖山(福建省湄洲湾工业学校,福建莆田351254)摘 要:文章对固体力学进行了回顾;对固体力学的现状进行了分析;阐述固体力学的科学计算问题;对固体力学的跨世纪发展进行了展望。
关键词:固体力学;科学计算;固体力学的现状; 引言力学是研究物质机械运动规律的科学。
力学是力与运动的科学,它研究的对象主要是物质的宏观机械运动,它既是基础科学,又是众多应用科学特别是工程技术的基础。
它过去建立在牛顿定律和经典热力学的基础上,现在则扩大到量子力学描述的微观层次。
自然界物质有多种层次,从宇观的宇宙体系、宏观的天体和常规物体,细观的颗粒、纤维、晶体,到微观的分子、原子、基本粒子。
通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主。
但由于学科的互相渗透,有时也涉及宇观或细观甚至微观各层次中的对象以及有关的规律。
机械运动亦即力学运动是物质在时间、空间中的位置变化,物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和化学运动等。
机械运动并不能脱离其他运动形式独立存在,只是在研究力学问题时突出地考虑机械运动这种形式罢了;如果其他运动形式对机械运动有较大影响,或者需要考虑它们之间的相互作用,便会在力学同其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。
力学是物质间的可以说是力和运动的科学。
一、固体力学的回顾力学原是物理学的一个分支。
物理科学的建立是从力学开始的。
在物理科学中,人们曾用纯粹力学理论解释机械运动以外的各种形式的运动,如热、电磁、光、分子和原子内部的运动等。
当物理学摆脱了这种机械唯物主义的自然观而获得健康发展时,力学则在工程技术的推动下按自身逻辑进一步演化,逐步从物理学中独立出来。
由于各种运动形态往往同时出现,宏观运动与微观运动又有内在联系,力学与物理学存在着特殊的亲缘关系,许多概念、方法和理论都有不少相似之处。
力学与数学是整个自然科学中发展得最早的两个学科,他们在发展中始终相互推动,相互促进,这种紧密的联系特别表现在力学理论和微分方程理论的同步发展方面,本世纪内形成的应用数学则在很大程度上是力学和数学结合的交叉学科。
前沿科学与固体物理的关联调研报告
前沿科学与固体物理的关联调研报告1.1石墨烯纳米结构和纳米器件研究石墨烯由于其独特的狄拉克费米子、极高的载流子迁移率以及超强的力学性能，已成为凝聚态物理及材料科学等领域最近几年来的一个有趣结构。
在石墨烯的二维结构基础上，进一步降低维度，形成例如量子点，纳米带等纳米结构，从而可以导致一系列新的物理现象。
在石墨烯纳米结构中，边缘态是石墨烯的-一个重要结构参数，大量的物理现象与边缘态相关。
本报告报道我组最近两年在石墨烯纳米结构边缘态控制、物性研究、以及原型器件探索方面的工作。
报告主要内容包括:石墨烯的低温外延生长、石墨烯纳米结构的加工与物性、石墨烯电子学器件等。
1.2高温超导体的隧道谱研究铜氧化物高温超导体从被发现至今，已经过去了二十多年，但是对于它的机理却没有取得共识,一个核心的问题就是它具有非常奇异的正常态(多数情况下在欠掺杂区比较明显)。
由于赝能隙的存在，这个正常态很难被朗道费米液体理论所理解,被认为跟电子的强关联特性相关。
2008年，另--类高温超导体一-铁基超导体被发现了，这个新的体系与铜氧化物高温超导体在物理性质上有--定程度的相似性，人们期望通过对它的研究来促进对高温超导电性的统一理解。
1.3地震前兆信息的传播、分布和探测用颗粒物理原理，提出了地震前兆信息传播和分布新模型:地壳岩石层由板块、断层及其间断层泥构成，应作为大尺度二维颗粒体系处理，孕震作用力使岩石层块逐次发生滞滑(stick-slip)移动，以力链形式分布和传递。
给出了模型的依据和观测例证，分析了与传统连续介质观念的本质区别及其物理实质。
此模型可解释若干以前无法理解的地学现象和岩石中难以探测到地震前兆应力的原因。
介绍了有前景的地震前兆探测方法和原理。
1.4低维氧化物的结构设计与光电物理研究由于掺杂钙钛矿氧化物半导体的结构复杂性和电子关联体系中的多耦合性，以及人工设计的氧化物低维结构由于界面效应、尺寸效应、量子效应等重要作用，使得该体系显现出了许多优于块材的新型物理性质。
固体力学就业前景
固体力学就业前景
就业前景：
固体力学作为一个发展较为成熟的学科基础理论等方面取得了较多的成果学起来相对较容易，就业形势也比较好。
展望未来，固体力学将融汇力热电磁等效应，机械力与热、电、磁等效应的相互转化和控制，目前大都还限于测量和控制元件上，但这些效应的结合孕育着极有前途的新机会.近来出现的数百层叠合膜“摩天大厦”式的微电子元器件，已迫切要求对这类力热电耦合效应做深入的研究。
以“Mechronics”为代表的微机械、微工艺、微控制等方面的发展，将会极大地推动对力一热一电一磁耦合效应的研究。
固体力学中压杆变形的分叉，曾是促进非线性动力学近代大发展的一个核心概念。
随着周体力学把固体和结构视为含多个物质层次的复杂系统，并研究它在外载荷下的演化过程，可以预期非线性动力学，非平衡统计和热力学的概念和方法将会大大丰富起来。
固体力学的发展，无疑会推动科学和工程技术的巨大进步，而这一切，都需要大量固体力学的专业人才投入到这一领域的研究。
最好的方向，中科院的物理研究所，其他的企业也可以，机械制造业，比如汽车，固体力学挺好的呀，固体力学就是搞材料嘛，现在机械航空航天需求很大的，再说学力学的本来就少，还是挺吃香的，但是前提是你学得好。
你要很有能力，导师要好，出国机会要把握。
固体力学就业前景。
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➢ 力学及固体力学概况
➢ 固体力学研究前沿与趋势
➢ 年轻学者发展建议
一类荟萃
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力学既是基础学科，又属于技术科学
近代科学的兴起及第二次革命都起始于力学：
牛顿（1643－1727）
爱因斯坦（1879－1955）
一类荟萃
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力学既是基础学科，又属于技术科学
力学植根于国民经济的各个产业门类：
哪里有技术难题，几乎哪里就有力学难题
（9）岩体力学和土力学；（10）冲击动力学；（11）结构力学；
（12）结构振动与噪声；（13）结构优化和可靠性分析；
（14）制造工艺力学；（15）实验固体力学；
（16）计算固体力学；（17）流固耦合作用。
固体力学历经数百年的发展，已对科学技术的发展起到了巨大的 推动作用，成为很多工程学科的重要基石。
历史的发展表明，固体力学是一个生命力强、新学科生长点 不断出现的力学学科分支。
一类荟萃
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（1）固体力学与其它学科交叉
固体力学的发展更多地与物理学、材料科学、化学等密切结 合，产生了一些新的学科生长点，例如，力-电-磁-热-声-光 等多场耦合问题，极端环境下的材料和结构力学）多尺度力学与微纳米力学
一类荟萃
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➢ 力学及固体力学概况
➢ 固体力学研究前沿与趋势
➢ 年轻学者发展建议
一类荟萃
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固体力学研究前沿与趋势
固体力学的发展一直紧密地结合国家重大需求，服务于国民 经济发展。进入21世纪以来，固体力学的发展出现以下热点 领域：
（1）固体力学与其它学科交叉； （2）多尺度力学与微纳米力学； （3）生命物质的力学行为及其优化； （4）复杂力学现象的科学计算。
多尺度力学和微纳米力学是当前力学发展的一个主流，随着 尺寸的减小，材料表现出大量异于宏观情形的独特性质，也 给力学研究带来了许多机遇和挑战。
一类荟萃
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（3）生命物质的力学行为及其优化
生物力学与仿生力学在力学学科中占据越来越重要的地位。 生物材料和软材料力学也是当前力学学科的一个热点领域。
一类荟萃
2. 在当今大科学时代，必须开展合作研究。 3. 在固体力学界内部，从事计算、实验和理论研究的学
者之间必须密切配合。 4. 青年学者必须踏踏实实、持之以恒，才能取得具有原
创性和推动性的成果。
一类荟萃
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一类荟萃
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（4）复杂力学现象的科学计算
前面几个热点领域的科学问题往往具有多场耦合、跨时间 与空间尺度、强非线性、高度不确定性等特征，给计算固 体力学研究提出了挑战。
一类荟萃
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➢ 力学及固体力学概况
➢ 固体力学研究前沿与趋势
➢ 年轻学者发展建议
一类荟萃
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年轻学者发展建议
1. 固体力学青年学者必须结合自己的特长逐步融入具有 创新性的前沿基础研究，要加强与其它学科的交叉与 融合，形成固体力学新的学科生长点，进一步丰富固 体力学的研究内容与方法。
一类荟萃
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固体力学学科分类
按自然科学基金委的划分，力学是一级学科，固体力学是二级 学科，其下有17个分支学科：
（1）弹性力学与塑性力学； （2）疲劳与断裂力学；
（3）损伤、破坏机理和微结构演化； （4）本构关系；
（5）复合材料力学；（6）新型材料的力学问题；
（7）极端条件下的材料和结构；（8）微机电系统中的固体力学问题；
一类荟萃
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力学之前途无量——历史名人
牛顿
爱因斯坦 拉格朗日
哈密顿
钱学森
周培源
钱伟长 郭永怀
一类荟萃
下一个？
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固体力学的定义
固体力学旨在认识与固体受力、变形、流动、断裂有关的全部 自然现象，并包括利用这些知识来改善人类生存条件、实现人 类目标的全部努力。
与整个力学学科一样，固体力学兼具技术科学与基础科学的属性， 既为工程设计和发展生产力服务，也为发展自然科学服务。