工程力学概述
一、工程力学发展历史
人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。

在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。

但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。

1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于梁内应力分布的研究还是很不成熟的。

纳维于1819年提出了关于梁的强度及挠度的完整解法。

1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。

其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。

早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪），墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。

欧拉提出了理想流体的运动方程式。

物体流变学是研究较广义的力学运动的一个新学科。

1929年，美国的宾厄姆倡议设立流变学学会，这门学科才受到了普遍的重视。

土力学在二十世纪初期即逐淅形成，并在40年代以后获得了迅速发展。

在其形成以及发展的初期，泰尔扎吉起了重要作用。

岩体力学是一门年轻的学科，二十世纪50年代开始组织专题学术讨论，其后并已由对具有不连续面的硬岩性质的研究扩展到对软岩性质的研究。

岩体力学是以工程力学与工程地质学两门学科的融合而发展的。

从十九世纪到二十世纪前半期，连续体力学的特点是研究各个物体的性质，如梁的刚度与强度，柱的稳定性，变形与力的关系，弹性模量，粘性模量等。

这一时期的连续体力学是从宏观的角度，通过实验分析与理论分析，研究物体的各种性质。

它是由质点力学的定律推广到连续体力学的定律，因而自然也出现一些矛盾。

于是基于二十世纪前半期物理学的进展，并以现代数学为基础，出现了一门新的学科——理性力学。

1945年，赖纳提出了关于粘性流体分析的论文，1948年，里夫林提出了关于弹性固体分析的论文，逐步奠定了所谓理性连续体力学的新体系。

随着结构工程技术的进步，工程学家也同力学家和数学家一样对工程力学的进步做出了贡献。

如在桁架发展的初期并没有分析方法，到1847年，美国的桥梁工程师惠普尔才发表了正确的桁架分析方法。

电子计算机的应用，现代化实验设备的使用，新型材料的研究，新的施工技术和现代数学的应用等，促使工程力学日新月异地发展。

质点、质点系及刚体力学是理论力学的研究对象。

所谓刚体是指一种理想化的固体，其大小及形状是固定的，不因外来作用而改变，即质点系各点之间的距离是绝对不变的。

理论力学的理论基础是牛顿定律，它是研究工程技术科学的力学基础。

固体力学包括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等。

尤其是前三门力学在土木建筑工程上的应用广泛，习惯上把这三门学科统称为建筑力学，以表示这是一门用力学的一般原理研究各种作用对各种形式的土木建筑物的影响的学科。

在二十世纪50年代后期，随着电子计算机和有限元法的出现，逐渐形成了一门交叉学科即计算力学。

计算力学又分为基础计算力学及工程计算力学两个分支，后者应用于建筑力学时，它的四大支柱是建筑力学、离散化技术、数值分析和计算机软件。

其任务是利用离散化技术和数值分析方法，研究结构分析的计算机程序化方法，结构优化方法和结构分析图像显示等。

如按使结构产生反应的作用性质分类，工程力学的许多分支都可以再分为静力学与动力学。

例如结构静力学与结构动力学，后者主要包括：结构振动理论、波动力学、结构动力
稳定性理论。

由于施加在结构上的外力几乎都是随机的，而材料强度在本质上也具有非确定性。

随着科学技术的进步，20世纪50年代以来，概率统计理论在工程力学上的应用愈益广泛和深入，并且逐渐形成了新的分支和方法，如可靠性力学、概率有限元法等。

二、工程力学的研究分类
固体力学方面：经典的连续介质力学的模型和体系可能被突破，它们可能将包括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观和微观因素，以及它们的演化，从而使复合材料的强化、韧化和功能化立足于科学的认识之上固体力学的发展，必将推动科学和工程技术的巨大进步。

流体力学方面：为了尽可能多地开采地下油气，需要深入研究渗流机理并定量化。

它的研究还有助于了解各种新陈代谢的宏观机制。

化工流程的设计，很大程度上归结为流体运动的计算问题。

由于流动的复杂性，针对若干典型化工设备进行深入的研究，将为化工设计和生物技术产业化等提供新方法和基础。

而复杂流场计算需要各种计算方法和理论，必须发展新的计算机软硬件，这就必须在计算流体力学上投入更大的力量。

一般力学方面：随着技术的发展，诸如机器人、人造卫星和高速列车等等领域的发展，亟需解决多体系统的运动和控制、大尺度柔性部件和液体的运动稳定性、车辆与轨道作一个高度复杂非线性系统等的建模，求解理论和方法等的研究分析。

一般力学近来已经进入生物体运动的研究，例如研究人和动物行走、奔跑及跳跃中的力学问题。

其研究结果可提供生物进化论方向的理性认识，也可为提高某些机构、机械的性能提供指导。

力学与其他学科的交叉：所为学科的交叉可分三类：1)学科内部不同分支交叉，例如流体弹性力学；2)两不同学科间的交叉，例如物理力学；3)兼有前两者的特点，例如爆炸力学、物理化学渗流、生物力学等。

交叉学科并非两个学科或分支学科的简单加合，它基于学科又有区别，它的发展有利于发展新学科并促进源学科的发展。

20世纪力学已经与工程交叉产生了工程力学，与地学结合产生了地球流体力学，与生命科学和医学结合产生了生物力学等等。

力学与物理学的进一步交叉：20世纪50年代开始，力学家提出了物理力学，目的是通过物质微观分析，把有关物质宏观力学性质的实验数据加以整理和总结，找出其规律，从而预见新的材料性质。

此分支学科一提出就得到了多方响应并取得了部分成果。

例如，在高温气体、气体激光器和核物理研究中都取得了喜人的成果。

但是，在用物理力学方法解释固体的塑性、强度、损伤和断裂等方面，却遇到了极大的困难。

三、学习工程力学
工程力学主要课题是研究材料的力学性能、结构的安全稳定性问题。

所涉及材料的强度、结构的刚度及稳定性、疲劳断裂问题。

通过力学分析，确定材料是否安全以及安全系数，为工程设计等做基础。

工程力学是主要学习应用力学的一门专业,所学习的主要内容有:《理论力学》《材料力学》《结构力学》《结构动力学》《流体力学》《弹性力学》。

工程力学主要研究的是理论方面，当然其主要目的是用于实际，但是理论与现实的差距总是存在着微妙的关系。

但是工程力学的学习难度还是很大的，主要是因为其理论性和实践性的差距。

如何学好工程力学呢? 先学好理论力学，学会在二维、三维情况下对物系正确的受力、力矩分析。

然后逐渐掌握最基本的四种形式：轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲。

掌握好处理四种形式的分析方法，最后学会强度、刚度校核。

其中最关键的是要能准确并正确的认知其受力状况。

工程力学是不引人注目的。

力学既是基础学科，又是应用学科：作为基础学科它与数理化天地生同样重要，是机械、土木、交通、能源、材料、仪器仪表等相关工科的基础；作为应用学科，它几乎与所有工科专业交叉，直接解决工科专业发展和工程实际中的力学难题。

现在的工程力学专业，与时俱进，多增加了使用大型工程力学分析软件解决实际问题以及利用计算机辅助测试系统进行工程测试和分析的学习。

所以，学习好工程力学并不容易，我们要具备认真钻研的态度去学习工程力学，并持之以恒，认真了解它的每一个方面。