材料力学发展简史(可修改).ppt

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材料力学发展简史
A Brief History of Mechanics of Materials
1638年，举世闻名
的意大利数学家，天文
学家，力学家伽里略
1564～1642在荷兰莱登，
出版了世界上第一本材
料力学教本《两种新的
科学》首先提出了材料
的力学性质和强度计算
的方法。人们认为，材
料力学作为一门学科，
建筑学家李诫的名著，书中完整的总结了建筑设
计、结构、用料和施工的“规范”。全书分五个
部分，共36卷，357篇，3555条，文图并茂，洋
洋大观。书中对构件尺寸做了十分详细的规定，
给出许多经验公式，其中写到“凡梁之大小各随
其广分为三分，以二分为厚”。意思是房梁要从
园木中截取高与宽之比为3比2的矩形最合理。这
杜诗创作的水排
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公元600年前后，隋大
业年间，出色的工匠李春利
用石料耐压不耐拉的特性，
主持建造了跨长37.37米，
拱圈矢高为7.23米的拱桥，
跨越河北赵县的洨河上，称
为安济桥，俗称赵州桥。在
国际桥梁史上，它的设计与
工艺之新为当时世界之冠。
主拱上的小拱不仅便于排水，
而且表明工匠李春对节省材
料，减轻自身重量的效应已
有清楚的认识。
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赵州桥
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1056年用纯木结构建造的山西应县木塔
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巧夺天工的梁柱结构——这是北京天坛的 祈年殿和殿顶
北京天坛祈优选年殿和殿顶
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中国古代人民在建筑史上的辉煌成就，不但
说明我们的祖先在建筑构造学方面有丰富的知识，
而且有构件强度计算方面的大量经验总结。“营
造法式”撰写于公元1103年，北宋崇武二年，是
就从这里开始。
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但是，任何一门科学都不可能 是个别人在短期内创造出来的, 作为材料力学知识源泉的实践 活动其实由来已久。几乎比伽 里略早一个世纪，文艺复兴时 期的意大利美术大师，力学家， 工程师达·芬奇（1452～1519） 就应用虚位移原理的概念研究 过起重机具上的滑轮和杠杆系 统（图1.5-4），并做过铁丝 的拉伸实验。
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图1 达·芬奇的滑轮和杠杆系统
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在我国，有关材料力学的生产实践活动更是 源远流长。早在春秋战国时代，人们已经知道怎 样建造大型的建筑工程和水利工程。雄伟壮观的 万里长城，显示了中华民族的智慧和魄力。驰名 中外的都江堰至今仍造福于川西人民；
万里长城
优选 都江堰水利工程 4
公元卅一年，即 东汉建武七年，杜诗 创作了水排，表明人 们已经很清楚地知道 如何用拉压杆、弯曲 梁、扭转轴等构件才 能创造出一个完整的 工程结构。
与材料力学分析的结论基本吻合。
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《营造优法选 式》
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17世纪后期到19世纪初，是 这门学科发展的极盛时期，英国 科学家虎克在1678年发表了他 的重要物理定律，即人们熟悉的 虎克定律。此图所示为虎克实验 用装置，虎克发现，杆或弹簧在 拉力作用下，伸长DL与拉力P成 正比。
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胡克实验用装11置
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泊松
圣维南
纳维埃
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欧拉
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欧拉研究的弹性线
十九世纪初的铸铁压缩实验
优选来自百度文库
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19世纪到20世纪以来，铁路、桥梁的发展以 及钢铁和其他新材料的出现，向力学工作者提出 了更广泛更深入的研究课题，使得力学的分工越 来越细，出现了更多的以材料力学、结构力学、 弹性力学和塑性力学为基础的固体力学分支，例 如计算力学，断裂力学，疲劳，粘弹性力学，散 体力学，复合材料力学，实验固体力学等等。而 这些学科的发展反过来促进了宇宙飞行，石油勘 探，喷气技术，大型水利工程等的一系列力学问 题的解决。
17世纪马里沃特（Mariotte 1620～1680）作 了木材的拉伸实验，并已开始研究梁的弯曲实验。
马里沃特优选的实验
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此后法国的科学家泊松；法国的力学家圣维
南；以及法国的力学家工程师纳维埃等等都对弯 曲理论、扭转理论、稳定理论以及材料实验作出 卓越的贡献，丰富、发展和完善了材料力学这门 学科，他们对科学的献身精神为后人所敬仰。这 里特别提出瑞士的数学家、力学家欧拉，16岁取 得硕士学位，他的一生对数学、刚体力学以及材 料力学中的弹性线、稳定理论等都有重大贡献， 是18世纪著述最多的科学家，晚年双目失明，由 助手笔录完成了400多篇论文。
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固体力学分支图 《中华人民共和国国家标准：学科分类与代码》
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与此同时，造就了一批知名的力学家。有 英国力学家瑞利；德国的工程师、教授莫尔； 俄国的儒拉夫斯基；瑞士的物理学家里兹以及 美籍俄罗斯力学家、教授铁木生柯等等。铁木 生柯的一生编著了《材料力学》、《结构力 学》、《弹性稳定理论》、《工程中的振动问 题》和《材料力学发展史》等二十多种书籍， 均可列为力学名著。
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莫尔创造的莫尔圆
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铁木生柯教授的专著
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还有对流体力学和塑性壳体理论作出重大贡献 的近代力学奠基人卡门；我国著名的科学家和力 学家钱学森；伟大的地质学家、地质力学的开创 者李四光等等。
著名的科学家钱学森 优选 伟大的地质学家李四光21
可以预言，在科学与技术飞速发展
的今天，必定会在新的一代中涌现出更 多的力学家，将21世纪的力学推向更高 的水平。