对工程力学的认识和未来规划
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工程力学专业认识引言工程力学是工程学科中最基础的学科之一,它研究物体在作用力下的静力学和动力学性质,是工程设计、施工和运营的理论基础。
本文将介绍工程力学专业的基本概念、发展历程以及专业前景。
工程力学的定义工程力学是研究物体受力情况和受力变形关系的学科,包括静力学和动力学两个分支。
静力学研究物体处于平衡状态下的力学性质,动力学研究物体在运动状态下的力学性质。
工程力学的发展历程工程力学具有悠久的历史,最早可以追溯到古代希腊,如阿基米德的浮力原理。
随着工业革命的到来,工程力学逐渐发展为一门独立的学科,并在科学技术的推动下取得了巨大进展。
近年来,随着计算机技术的快速发展,计算力学成为了工程力学领域的重要分支。
工程力学专业的学习内容工程力学专业的学习内容主要包括以下几个方面: 1. 物体受力分析:学习如何分析物体受到的各种力的作用情况,为工程设计提供依据; 2. 力学模型:学习如何建立物体的力学模型,通过数学方法描述力学系统的行为; 3. 结构力学:学习如何分析和设计各种结构的力学性能,包括静力学和动力学; 4. 材料力学:学习材料的力学性能和变形规律,为材料的选择和使用提供依据; 5. 计算力学:学习使用计算机技术解决工程力学问题的方法和技巧。
工程力学专业的就业前景工程力学专业毕业生具有扎实的理论基础和较强的实践能力,是工程行业中的重要人才。
工程力学专业毕业生可以从事以下方面的工作: 1. 工程设计:设计各种建筑、桥梁、机械等工程的结构和力学性能; 2. 施工管理:负责工程项目的施工过程和施工质量的监控;3. 工程检测:检测工程结构的力学性能,确保工程质量;4. 技术研究:从事工程力学领域的科学研究和技术创新; 5. 教育教学:从事高等院校的教育教学工作,培养更多的工程力学专业人才。
结论工程力学专业是一个综合性较强的学科,对学生的理论素养和实践能力要求较高。
随着科学技术的不断发展,工程力学专业的应用领域将更加广阔,相关行业对工程力学专业人才的需求也将持续增长。
工程力学的发展与展望工程力学是一门研究力学原理在工程领域中应用的学科,研究对象包括力学基本原理、结构力学、固体力学、流体力学等内容。
随着科学技术的不断发展和工程实践的深入,工程力学也在不断进步和发展,从传统的力学原理应用到现代工程问题的研究,展望未来,工程力学的发展将呈现以下几个方面的趋势。
工程力学将越来越注重多学科的交叉与融合。
传统的工程力学只注重对力学原理的运用和研究,而在今后的发展中,工程力学将不仅仅是力学领域的研究,还将与其他学科(如材料学、电子学、计算机科学等)结合,形成新的工科交叉学科,进一步完善工程力学理论体系,并为解决复杂的工程问题提供有力的支撑。
工程力学将更加注重高效计算和模拟。
随着计算机技术的飞速发展,工程力学研究中的计算方法和仿真技术将逐渐成为主要的研究手段。
工程力学研究者将采用高效的数学模型、算法和计算工具,结合实际工程参数和大规模计算能力,进行精确的仿真计算,以提高工程设计和分析的准确性和效率。
工程力学将面临更大的挑战和需求。
随着社会经济的发展和人类文明的进步,人们对工程的要求也越来越高。
而工程力学作为解决实际工程问题的重要学科,在面对复杂和多样化的工程需求时,也将面临更大的挑战。
这就要求工程力学不仅要注重理论研究,还要加强与实际工程的结合,解决实际问题,为社会发展和人类福祉作出更大的贡献。
工程力学的发展还将更加注重可持续性和人道主义。
随着全球环境和资源问题的日益突出,工程领域也在不断推动可持续发展的理念和技术。
工程力学将与可持续发展理念紧密结合,致力于研究和开发环保型材料、节能技术和高效工程设计方法等,以减少对自然资源的消耗和环境的破坏。
工程力学也将关注灾害防治、救援和人道主义工程,为保护人类生命和提高生活质量做出更大的努力。
2024年工程力学学习心得模版____年的工程力学学习心得一、导言作为工程学的重要基础学科,工程力学涵盖了物体静力学和物体运动学两个方面。
在____年,我作为一名工程学专业的学生,通过对工程力学的学习和实践,深刻体会到了工程力学在实际工程中的重要性和应用价值。
在这篇文章中,我将分享我在____年对工程力学的学习心得,总结了一些重要的观点和经验,希望能够对其他学习工程力学的同学有所帮助。
二、重要观点在学习工程力学的过程中,有几个重要的观点对我产生了深刻的影响。
第一个观点是力的平衡原理,也就是物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的条件。
这个观点帮助我理解了物体受力的本质,以及如何通过分析力的平衡来解决实际工程问题。
第二个观点是物体的受力分析方法。
在学习工程力学的过程中,我学会了如何使用自由体图和坐标系来进行受力分析。
通过这种方法,我能够清晰地理解物体所受的各个力以及它们之间的相互作用关系。
这种受力分析方法对于我解决实际工程问题非常有帮助。
第三个观点是杆件力学分析。
杆件是工程力学中经常遇到的一种结构,对于它的力学分析是工程力学学习的重点之一。
通过学习杆件的力学分析方法,我掌握了计算杆件的应力、变形、刚度等重要参数的技巧。
这对于我设计和分析实际工程中的杆件结构非常有帮助。
三、学习方法在学习工程力学的过程中,我发现采用正确的学习方法对于提高学习效果非常重要。
以下是我在____年学习工程力学时采用的一些有效的学习方法。
第一,注重理论和实践结合。
工程力学是一门理论和实践相结合的学科,只有理论和实践相结合,才能真正理解力学的本质和应用。
因此,我在学习工程力学的同时,注重与实际工程问题的结合,通过做一些实验和实际工程的计算,加深对工程力学理论的理解。
第二,多做例题和习题。
工程力学是一门实践性很强的学科,只有通过大量的例题和习题的练习,才能掌握力学的基本原理和解题技巧。
在____年,我每天都会花一些时间做一些例题和习题,通过不断地练习,提高了我理解和应用工程力学的能力。
工程力学的发展与展望工程力学是一门研究结构物力学性能及运动规律的学科,它涉及到工程设计和结构分析等多个领域,是现代工程技术发展中不可或缺的学科之一。
随着科技的不断发展和社会需求的不断提高,工程力学也在不断的发展和创新,并得到了越来越广泛的应用。
工程力学的发展可以追溯到古希腊时期,阿基米德就是早期工程力学的代表人物之一。
另外,欧拉和贝努利等欧洲学者也为工程力学的发展做出了重要贡献。
进入20世纪以后,工程力学在物理学、数学、力学等领域的知识及其应用技术的发展下得到了迅速发展,并逐渐成为了一个独立的学科。
2.工程力学的主要内容现代工程力学的主要研究内容包括:静力学、动力学、弹性力学与塑性力学、疲劳强度和断裂力学、渐进式塑性分析和高效结构分析等。
这些内容在实际工程设计和结构分析中都有广泛的应用,对于提高工程性能和节约资源具有重要意义。
随着科技的不断进步和社会的不断需求,工程力学在未来的发展中主要的趋势包括以下几点:(1)大型工程中的力学分析:针对大型工程,工程力学需要更加精准、全面地进行力学分析,并设计更为高效、稳定的结构。
(2)材料性能的研究:近年来新型材料的出现,为工程力学提供了更为广阔的应用领域。
在未来,材料性能的研究将促进现有工程技术的迅速发展。
(3)大规模计算与模拟:高性能计算和模拟技术的快速发展,将使工程力学更加便捷和快速,更准确地预测结构在载荷作用下的变形和破坏。
(4)人工智能:未来工程力学将面临着瞬息万变的情境,人工智能将促进分析和改进工作,并从多个纬度优化设计方案。
综上所述,工程力学将会在未来发展中不断创新,以适应不断变化的社会需求。
同时,人们对于工程力学的研究和发展充满期待,期待其成为更加完善和精确的学科,推动社会和人类技术的进一步发展。
2024年工程力学学习体会在2024年的工程力学学习过程中,我深刻体会到了工程力学的重要性和应用价值。
工程力学是工程学科中最基础的课程之一,它研究物体的力学性质以及受力情况下的变形和运动规律,是工程设计和分析的基础。
在学习过程中,我不仅系统地学习了力学的基本原理和概念,还学习了如何应用这些知识来解决实际工程问题。
通过学习,我收获了以下几个方面的体会。
首先,工程力学的学习让我了解到了物体在受力作用下的变形和运动规律。
我学习了刚体的平衡问题、弹性体的应力和变形、体积力的作用和刚体的运动等内容。
通过学习这些知识,我可以更好地理解和分析物体在外力作用下的变形和运动规律。
这对于解决工程设计和分析中的力学问题非常重要,能够帮助我更准确地预测和评估物体的受力情况,从而提供有效的工程设计和解决方案。
其次,工程力学的学习培养了我分析和解决实际工程问题的能力。
工程力学是一门应用科学,它要求我们将学到的理论知识应用到实际问题中,并提出解决方法。
在学习过程中,我通过大量的例题和实践,学会了如何运用所学的理论知识解决实际工程问题。
这不仅提高了我的分析和解决问题的能力,也增强了我的工程实践能力。
再次,工程力学的学习加深了我对力学原理的理解和认识。
力学是自然科学的一门基础学科,它研究物体的运动和相互作用。
通过学习工程力学,我更加深入地理解了力学的基本原理和定律,例如牛顿定律、能量守恒定律等。
这对于我理解其他工程学科和做出相应的工程应用问题有很大的帮助,也加深了我对自然界运动和相互作用规律的认识。
最后,工程力学的学习提高了我对工程实践的认识和重视程度。
通过学习工程力学,我意识到工程实践离不开力学的支持和指导。
无论是建筑工程、机械工程还是土木工程,都离不开力学的应用。
因此,我更加明白了力学在工程实践中的重要性和应用价值。
我会更加关注和研究力学理论在工程实践中的应用,提高自己的工程实践能力。
总之,通过2024年的工程力学学习,我不仅掌握了力学的基本原理和概念,还培养了分析和解决实际工程问题的能力,提高了对力学原理的理解和认识,增强了对工程实践的认识和重视程度。
工程力学的发展与展望工程力学是研究物体在外力作用下的运动和变形规律的一门学科,是工程学的基础学科之一。
它主要研究受力物体的内力分布、应力和应变的计算以及物体的变形规律等。
随着工程领域的不断发展和需求的提高,工程力学也在不断的演变和壮大,成为支撑现代工程科学和技术的重要学科之一。
本文将对工程力学的发展历程进行简要回顾,并对未来的发展进行展望。
一、工程力学的发展历程工程力学的发展历程可以追溯到古希腊时期,当时的著名学者阿基米德通过对浮力和杠杆原理的研究,为工程力学的发展奠定了基础。
从此之后,一系列的力学原理和定律逐渐被发现和确立,工程力学的学科体系也逐渐完善起来。
随着工业革命的到来,工程力学得以迅速发展。
19世纪初,拉格朗日、皮亚诺等学者提出了运动方程和动力学的基本原理,奠定了工程力学分析的数学基础。
应力、应变和变形的研究也开始成为工程力学研究的重点之一。
20世纪初,爱因斯坦提出了相对论,使工程力学的研究得以吸纳更多的现代物理学知识,使工程力学的理论基础更加牢固。
在现代工程领域的发展中,工程力学得到了广泛的应用。
从建筑结构的设计到航空航天工程的研发,从交通运输工具的制造到电子产品的设计,工程力学无处不在。
它不仅影响着工程设计的方方面面,也推动着工程技术的不断进步。
1. 数值模拟技术的发展将成为工程力学研究的重要方向随着计算机技术和数值方法的不断发展,数值模拟技术在工程力学领域的应用也得到了迅猛的发展。
有限元分析、边界元方法、网格法等数值模拟方法已成为工程力学研究中不可或缺的工具,它们为工程力学的理论研究以及工程问题的解决提供了强大的支持。
未来,随着计算机技术的进一步提升和数值方法的不断完善,数值模拟技术将成为工程力学研究的重要方向。
通过数值模拟技术,工程师可以更加准确地分析和预测物体的受力情况和变形规律,为工程设计和制造提供更加可靠的依据。
2. 多学科交叉研究将推动工程力学的创新随着科学技术的发展,工程领域的需求也日益增加。
工程力学的发展与展望工程力学是一门研究物体在力的作用下的运动和变形规律的学科,也是工程学的基础知识之一。
随着科学技术的快速发展和工程领域的日益复杂化,工程力学在过去的几十年里取得了显著的进展。
本文将对工程力学的发展历程进行回顾,并展望未来的发展方向。
工程力学概念最初见诸于古希腊时期,但是直到近代以前,工程力学一直处于实证阶段。
17世纪,伽利略、牛顿等科学家的力学研究奠定了工程力学的基础。
18世纪和19世纪,随着工业革命的推进,工程力学开始应用于实际工程问题的解决中。
20世纪初,结构力学、流体力学等分支学科逐渐形成,工程力学开始多元化发展。
在过去的几十年里,工程力学的发展有以下几个显著特点:工程力学的理论模型和计算方法得到了极大的改进。
随着计算机技术的发展,有限元法、有限差分法等数值方法在工程力学分析中的应用广泛化,大大提高了分析的准确性和效率。
工程力学在多学科交叉领域的应用得到了拓展。
随着材料科学、电子技术、光学等学科的发展,工程力学开始与其他学科相互融合,形成新的研究领域。
力学与材料科学的结合,推动了复合材料等新材料的研发;力学与电子技术的结合,推动了微电子器件的发展等。
工程力学在应对新兴问题和挑战方面做出了重要贡献。
地震工程的发展帮助人们更好地理解地震力对建筑物和结构的影响,为抗震建筑设计提供了理论依据;风力发电和太阳能等可再生能源的开发也离不开工程力学的支持。
在未来的发展中,工程力学面临着新的机遇和挑战。
随着大数据和人工智能技术的发展,工程力学在数据分析和预测方面将发挥更大的作用。
通过对大量结构数据的分析,可以实现结构健康监测和故障诊断,提高结构的安全性和可靠性。
新兴领域的发展也将推动工程力学的进一步发展。
生物力学、纳米力学等新兴领域的研究将为工程力学带来新的理论和应用。
生物力学研究将为医疗器械和人体工程学等领域提供理论指导;纳米力学研究将为纳米材料及其应用提供理论支持。
工程力学的跨学科研究合作将得到进一步加强。
工程力学的发展与展望工程力学是力学的一个分支学科,它研究的是物体或结构在外界受力作用下的力学性能,是实际工程中必不可少的一门学科。
工程力学的发展始于古代人类对力学现象的观察和总结,经过数千年的演变,工程力学逐渐成为一门系统的学科,并在实际工程中得到了广泛的应用。
本文将从工程力学的历史发展、现状和未来展望三个方面来进行详细阐述。
一、历史发展工程力学的历史可以追溯到古希腊时期。
古希腊哲学家阿基米德是工程力学的奠基人之一,他在《浮力定律》中首次提出了浮力定律,对物体在液体中受力的研究为工程力学的发展打下了坚实的基础。
在古罗马时期,建筑领域的发展也推动了工程力学的进步,例如罗马建筑师在设计拱桥和圆顶建筑时,需要解决巨大结构的受力问题,这促进了古代工程力学的发展。
中世纪时期,欧洲的建筑工程日益发展,工程力学的研究也随之加深。
伽利略在17世纪提出了牛顿定律,奠定了后世力学研究的基础。
18世纪末,拉格朗日和汉密尔顿分别提出了拉格朗日力学和哈密顿力学,这两个均为理论力学的重要支柱。
19世纪末到20世纪初,爱因斯坦相对论和量子力学的发展,为工程力学提供了新的发展方向。
20世纪中期以后,随着计算机技术的飞速发展,有限元法、计算力学等新理论和方法为工程力学的研究带来了新的机遇和挑战。
从古代希腊到现代科技,工程力学的发展经历了漫长的历程,经过数千年的不断积累和完善,形成了今天的学科体系。
二、现状目前,工程力学已成为工程学科中的重要组成部分,它在建筑、交通、水利、航空航天等领域都有着广泛的应用。
工程力学的研究内容涉及静力学、动力学、材料力学、结构力学等多个方面,形成了一个庞大而丰富的研究领域。
工程力学在实际工程中有着不可替代的作用,它可以通过理论计算和实验研究,为工程设计提供重要的理论指导和技术支持。
随着现代科技的不断进步,工程力学的研究也在不断深化和扩展。
有限元法、计算力学、多尺度力学等新兴理论和方法为工程力学的发展提供了新的途径和手段。
工程力学这门课的发展现状及未来趋势分析工程力学是一门研究物体在外力作用下运动规律和变形规律的学科。
它广泛应用于工程领域,是现代工程设计的基础学科之一。
随着科技的飞速发展和社会的不断进步,工程力学的发展也正经历着不断的变化和更新。
本文将对工程力学的发展现状及未来趋势进行分析与探讨。
首先,从发展历程来看,工程力学在过去几十年中取得了显著的进展。
最早的工程力学可追溯到古代中国的战争工程,如兵器制造和城墙建设。
之后,欧洲工业革命的兴起为工程力学的发展提供了契机。
工程力学在解决实际工程问题中的应用得到了广泛认可,并逐渐演变为独立的学科。
随着科学技术的进步和发展,计算机技术的应用将工程力学推向一个新的发展阶段。
计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)等技术的广泛应用,为工程力学的研究提供了新的手段。
通过数值模拟和仿真,工程师们可以更好地预测和分析物体的运动和变形规律,从而指导实际工程项目的设计和施工。
其次,工程力学的研究内容也在不断拓展。
传统的工程力学主要关注物体的静力学、动力学和变形学等基本问题。
而现代工程力学已经逐渐向多尺度、多场耦合、非线性和动态等问题拓展。
微观和宏观相结合的多尺度分析在材料力学、结构强度和可靠性等领域取得了重要进展。
多场耦合问题涉及多种物理场的相互作用,例如固体力学、流体力学和热力学等。
非线性现象的研究包括非线性材料力学、接触力学和结构稳定性等。
动态问题则主要研究物体在变化外力作用下的响应特性,如振动和冲击等。
此外,未来工程力学还将更加注重可持续发展和人工智能的融合。
随着人们对环境友好型工程的需求增加,工程力学在可持续发展和环境保护方面的研究也日益重要。
例如,工程力学可以应用于开发新型环保材料和设计更高效的能源系统,以减少能源消耗和环境污染。
同时,人工智能的发展也将对工程力学产生深远影响。
通过机器学习和数据驱动的方法,工程师们可以更准确地预测和模拟复杂工程系统的行为,并提供更优化的解决方案。
对工程力学的认识和未来规划从拿到通知书的那天气,我便与工程力学结缘。
大一来的第一个学期,也并没有真正接触到工程力学,在这个学期快要结束的时候,工程力学概论这门课也许才是让我真正接触到工程力学。
而之后的三年,或许是之后的几十年,我都会离不开工程力学。
力学,最开始给我的感觉就是物理,高中一直觉得物理是一门比较难学的课程,但一直也学得还行吧。
到了大学,才知道,力学也是一门单独的学科。
力学座位一门学科应该从牛顿时代算起。
它和天文学一起是最早行程的两门自然科学。
到19世纪末,力学已发展到很高的水平。
当时的力学主要以比较理想的模型为对象,建立起了相当完善的普适的理论体系,同时也开始了与工程技术问题的结合。
20世纪后,力学的研究对象已不再限于理想模型,而更多地与自然界和工程技术中必然遇到的复杂介质或系统为对象,建立各种力学模型,并且在解决问题过程中形成了更多的力学分支。
这样既丰富了力学体系,也是力学成为众多工程和技术科学的重要基础。
这些,对人类文明起了极大的推动作用。
工程力学,意味着我们在这里所说力学和工程是分不开的,力学与土木工程、机械工程、航空航天工程、水利工程、船舶工程、能源工程、化工和生物医学工程等都有很大的联系。
在土木工程方面,力学有着广泛的应用。
力学是一门既属于自然科学也属于工程科学的科学,它的基础性和应用性同样鲜明。
虽然人们早就会建造房屋了,但直到掌握了丰富的力学知识以后,才有可能建造摩天大楼、跨海大桥、地铁以及海底隧道等等。
而土木工程是应用力学知识最多的工程领域之一。
不少力学工作者吧自己的研究重点放在土木工程领域;另一方面,大量土木工程学者在从事着力学研究。
力学与土木工程的一个结合点是结构分析。
最早尝试用力学分析的方法来求构件的经济安全尺寸是从17世纪开始的。
著名力学家伽利略、胡克以及提出理想气体公式的物理学家马略特都对梁的变形和抗弯强度做过研究。
无论多么复杂的结构,总是有一些基本构件组成的。
这些基本构件包括梁、柱、板、壳、拱、桁架、悬索和膜等等。
许多学者致力于建立这些基本构件的力学模型以分析其变形和受力特性。
相应地,形成了诸如“材料力学”、“板壳力学”和“结构力学”等力学的分支学科。
又来对于基本构件的力学分析,再加上土木工程师的巧妙应用,各种各样的摩天大楼和跨海大桥才得以建成。
从某种角度来说,现代大型结构物的建造就是建立在对这些基本构件的力学分析的基础上的。
在机械工程放方面,机械与力学也有着不解之缘。
按照机械学的定义,把哥哥组成部分具有一定相对运动的装置成为机构,而把执行规定运动以转换、传递或利用机械能的机构成为机器,通常又把机构与机器统称为机械。
在各种各样的机械设备的设计、制造和运行控制过程中,除了需要相关的专业理论之外,还可能涉及物理学、化学、数学、材料学、机械原理、计算机科学和控制论等一系列相应基础学科知识;但是遇到了机械结构或零部件的强度、刚度、稳定性以及震动方面的问题,就必须借助力学研究分析、力学实验和计算来解决。
在固体力学领域中,有一个研究含裂纹物体的强度和裂纹扩展规律的分支,称为断裂力学。
它对机械结构或构件的强度分析十分重要。
在机械工程设计中,必须从断裂力学准则出发,考虑这些缺陷或裂纹的存在和扩展对安全运行和使用寿命的影响,并提出评定这些影响的安全判据和应对措施。
力学实验是强度分析中的重要手段。
当设计的新产品需要确定设计方案时,可利用模型试验,选取较优设计方案,并对眼设计方案提出改进,为降低应力集中因数等提供必要的根据。
同时在研究刚度和稳定性问题,振动问题,内燃机的强度与振动等等有关机械的问题中,力学都十分重要。
在力学与航空航天工程方面,力学的作用也体现得相当明显。
航空航天工程综合了科学技术的最新最高成就,是一个国家科技实力和国防现代化的重要标志之一,它是目前各国争相发展的高技术产业,直接关系到国家的安全和经济的发展。
在航空工业发展的初期,从古代人试图用一双翅膀像鸟一样在天空中翱翔一直到莱特兄弟的飞机试飞成功直到流体力学被提出,一切都是跟力学有关的。
再后来普朗特发明风洞。
力学过去对航空航天的发展做出过巨大贡献,今后还会起很大的作用。
力学的各个分支学科,入流体力学、固体力学、动力学与控制、流体与结构的耦合作用、热与结构的耦合作用、物理力学以及稀薄气体东西学等等,在航空航天工程中都已经并且正在发挥着巨大的作用,航空航天工业是在迅速发展的领域,只要研究一种新的飞行器,就会出现新的力学问题,需要力学工作者进一步去研究探索。
在水利工程方面,工程力学的不断提高起了很好的先导和促进作用,做出了突出的贡献。
古代就出现了初期的农田水利工程、防洪工程以及航运工程,而随着工业化的到来以及兴水利除水害多目标的近代水利建设技术的采用,掀起了较大范围、较大规模水利工程建设的热潮,开创了将水能转变为电能的水电事业,人类开始步入大力开发、利用水资源的阶段。
在水利工程中水工建筑物的设计、优化和验证与工程力学的关系非常密切。
水工建筑物的结构形式、尺寸、材料、细部结构和地基处理措施等诸多因素的确定,水工结构物的应力、变形、沉降、稳定性和耐久性等诸方面是否符合要求的验证,均得依靠工程力学理论分析、实验研究和数值计算的结果给出量化的回答。
因此,建筑高标准的水利工程必须具有高水平的工程力学研究手段。
水利是人类赖以生存、得以发展的伟大工程,经过适应、改造到综合利用水利的各个阶段,今天的水利建设业已登上“水及于人”和“人及于水”的和谐发展的征途。
工程力学作为水利工程的一个重要基础学科,肩负着更多、更大、更难的攻关任务。
在船舶工程方面,船舶工程是对力学知识需求最多、结合最密切的领域之一。
整个地球表面的总面积约为51000万平方公里,其中海洋江湖的总面积为36100万平方公里,占地球总面积的70.8%。
广阔的海洋为船舶运输提供了极为便利的通道,成为沿岸与跨国运输的主要途径。
研究人类的历史可以发现,船舶也是最早出现的人类运载工具之一。
船舶在海上航行时经常遇到大风大浪,如果船舶不具备足够的稳性,就会倾覆;如果船体结构不具备足够的强度,在大风大浪中就会断裂。
船舶倾覆和断裂是船舶在海上可能发生的两类最危险的事故,船舶设计一定要加以防范措施。
船舶的性能主要包括浮性、稳性、抗沉性、快速性、耐波性和操纵性。
预报和改进船舶性能的主要工具是流体力学。
船舶的强度问题包括断裂与疲劳、振动与噪声等。
预报和改进船舶结构强度的主要理论工具是材料力学、结构力学、振动与冲击学、断裂与疲劳理论、弹塑性力学和板壳力学等,这些不同的力学学科统称为船舶结构力学。
船舶力学的发展进一步推动了力学学科的发展,使之具有更加丰富的内涵。
21世纪将是海洋的世纪,船舶与海洋工程将会得到更大的发展。
无论是过去还是将来,船舶于海洋工程的发展都离不开力学。
力学基础知识是从事船舶与海洋工程结构物开发与使用的必备手段。
在这一领域里,力学知识有这广阔的用武之地。
在能源工程方面,也是离不开力学的。
能源工业是重要的基础工业,从20世纪80年代起直至2010年,它始终是我国有线发展的工业部门。
能源工业的放大量设备旺旺具有以下一些特点,这些特点决定了力学对能源工业的发展起着十分重要的作用。
1)工作条件特别苛刻,往往涉及高温、高压、腐蚀介质等种种恶劣的工作条件。
2)许多重要设备是特大型的复杂结构,而大型化将引起造成结构破坏的一系列新问题,例如稳定性下降、自镇坪率降低等等。
3)装置中的工作介质有不少是易燃、易爆、有腐蚀性、对人体有危害的气体或液体,在核电站的一回路系统中还有放射性介质。
力学对于促进能源工业发展起到了巨大的作用。
地质力学。
渗流力学和固体力学中的柔性梁柱强度、振动与稳定性等力学问题的解决大大促进了石油、天然气的勘察与采集;固体力学对于煤矿的安全开采和海上石油钻井平台的安全可靠性都起到了关键的指导作用:弹塑性力学与计算力学的发展,使复杂的压力容器与管道的合理设计又来可靠的理论依据,安全性与经济性这一对矛盾得到了合理解决。
在化工方面,主要是跟流体力学有很大的关系。
化工是国民经济中一个极为重要的产业,既提供多种产业所需的原材料,也提供很多中间产品或最终产品。
在化工生产中涉及到大量的流体力学问题。
所谓化工过程,广义上讲是指物质经受性质上变化的过程,包括物理的和化学的性质变化。
它与只有物体形状和位置变化的一般机械不同。
在化工领域中,大量是涉及到流体运动的问题。
化工中的流动问题大致有以下五个特点:1)化工生产时,物料一般都在流动中;2)各种化工过程所使用的化工设备的结构形式既多样又复杂;3)流体物料的种类十分广泛;4)流动同时伴有热量与质量的传递;5)流动同时伴有化学反应。
通过化工设备中流体运动规律的分析、感光材料涂布流动分析以及聚合物费牛顿流体显示的特性等三方面的尸体,说明对于提高化工部门的产品质量、生产效率,行程新的生产工艺与相应的设备等,流体力学起着十分关键的作用。
而化工中复杂的流动现象的研究,又进一步推动了流体力学的一些分支学科,入多相流、非牛顿流体力学等的发展。
生物医学方面,也奇迹般的与力学有着很大的关系。
力学与生理学、解剖学、医学、生物学以及它们的边缘学科生物医学等相结合,行程了一门力学与生命科学的交叉学科——生物力学。
生物力学帮助我们了解生命,启发我们观察自然,设计和创造各种设备以该上我们的生活质量。
在临床诊断与治疗的过程中,医生们不断地提出各种各样u力学相关的问题,诸如人体各类组织的特性,各器官的结构与功能,血液和体液的成分与流动、交换规律以及与人体疾病、保健和修复有关的众多力学问题。
固体力学和流体力学的一般规律与研究方法为解决这些问题开辟了途径,并逐渐地形成了生物力学这一力学的分支学科。
生物力学的发展又促进了对人体各种疾病的防治与器官的修复。
、生物力学的研究应用领域日益宽广,涉及了跨学科、技术较差、基础性和应用性并重的许多领域。
在竞技和体育方面,特意飞行方面,和生物组织的生长方面,都跟力学知识有关。
而在人体中,很多地方都跟力学知识有关,骨骼、肌肉、皮肤等等,都是带有力学性能的。
包括心脏、血管以及血管系统中的血液流动也和力学有关,比如有血液动力学、脉搏波与波动力学等等。
力学在医学的很多方面具有极其重要的地位,并已经获得了广泛而又成功的应用;同时,在生命科学中尚有大量的力学问题有待解决。
生物力学不仅在医学中具有重要的应用价值,孩子啊生物工程和放生科学等领域中有着广阔的研究和应用前景。
力学不仅与各种工程类学科关系非常密切,同时也包含不少数学等知识。
力学的发展与数学物理方法的发展两者之间具有深刻的内在联系。
建立描述问题的基本数学方程是研究的第一步,以下则是对所建立的方程求解。
当力学问题的基本数学方程建立以后,就需要寻找有效的求解方法,并结合具体工程问题加以应用,这是力学工作者长期研究的内容。