工程力學(xué)專業(yè)介紹及發(fā)展方向

1、工程力學(xué)專業(yè)介紹及發(fā)展方向工程力學(xué)專業(yè)介紹及發(fā)展方向摘要：工程力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，它主要涉及機(jī)械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各種工程與力學(xué)結(jié)合的領(lǐng)域，分為六大研究方向：非線性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測(cè)量理論和破壞檢測(cè)技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動(dòng)力學(xué)與工程爆破。學(xué)制一般為四年，畢業(yè)后授予工學(xué)學(xué)士。就業(yè)面相當(dāng)廣泛，可以繼續(xù)讀博、從事科學(xué)研究、教師、公務(wù)員，或到國(guó)防

2、單位工作，去外企等等?？偟膩?lái)說(shuō)，工程力學(xué)專業(yè)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的的特點(diǎn)，有很大的知識(shí)面和靈活性，對(duì)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。工程力學(xué)是研究有關(guān)物質(zhì)宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律，及其應(yīng)用的科學(xué)。工程給力學(xué)提出問(wèn)題，力學(xué)的研究成果改進(jìn)工程設(shè)計(jì)思想。從工程上的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，工程力學(xué)包括：質(zhì)點(diǎn)及剛體力學(xué)，固體力學(xué)，流體力學(xué)，流變學(xué)，土力學(xué)，巖體力學(xué)等。工程力學(xué)的產(chǎn)生工程力學(xué)的產(chǎn)生工程力學(xué)作為力學(xué)的一個(gè)分支，是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對(duì)這

3、個(gè)學(xué)科做了開(kāi)創(chuàng)性工作的是中國(guó)學(xué)者錢學(xué)森。在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問(wèn)題，所涉及的溫度高達(dá)幾千度到幾百萬(wàn)度，壓力達(dá)幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)大氣壓，應(yīng)變率達(dá)百萬(wàn)分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)直接測(cè)定。為了減少耗時(shí)費(fèi)錢的實(shí)驗(yàn)工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)。在一些力學(xué)問(wèn)題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問(wèn)題。出現(xiàn)一些遠(yuǎn)離平衡

4、態(tài)的力學(xué)問(wèn)題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過(guò)程的高階項(xiàng)。由于對(duì)新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見(jiàn)新型材料力學(xué)性能的計(jì)算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效的手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)

5、律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個(gè)新分支，確有一些獨(dú)具的特點(diǎn)。工程力學(xué)著重于分析問(wèn)題的機(jī)理，并借助建立理論模型來(lái)解決具體問(wèn)題。只有在進(jìn)行機(jī)理分析而感到資料不夠時(shí)，才求助于新的實(shí)驗(yàn)。工程力學(xué)注重運(yùn)算手段，不滿足于問(wèn)題的原則解決，要求作徹底的數(shù)值計(jì)算。因此，工程力學(xué)的研究力求采用高效率的運(yùn)算方法和現(xiàn)代化的電子運(yùn)算工具。工程力學(xué)注重從

6、微觀到宏觀。以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運(yùn)用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計(jì)物理或者物理化學(xué)的一個(gè)分支，因?yàn)闊o(wú)論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)（三）（三）應(yīng)力與變形測(cè)量理論和破壞檢測(cè)技術(shù)應(yīng)力與變形測(cè)量理論

7、和破壞檢測(cè)技術(shù)應(yīng)力和變形狀態(tài)及其分布規(guī)律是一切工程穩(wěn)定性的最基本方法。應(yīng)力和應(yīng)變測(cè)量是了解工程中應(yīng)力、變形與破壞狀態(tài)及其分布規(guī)律的重要手段。本方向研究重點(diǎn)為以下列兩個(gè)方面：(1)地應(yīng)力測(cè)量理論和技術(shù)。研究地應(yīng)力測(cè)量的原理和方法，特別對(duì)目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的應(yīng)力解除法和水壓致裂法在不連續(xù)、非均質(zhì)、各相異性和非線性巖體中的工作性能進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)和研究。發(fā)展實(shí)用的測(cè)量和分析技術(shù)、儀器，以提高應(yīng)力解除法和水壓致裂法在復(fù)雜巖體和地質(zhì)條件下的測(cè)量精

8、度和可靠性。同時(shí)，發(fā)展新的地應(yīng)力測(cè)量理論和監(jiān)測(cè)技術(shù)、儀器。(2)在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)?，F(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、巖土材料和工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷、破壞、壽命評(píng)估、反分析理論和技術(shù)方法。（四）（四）數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用數(shù)值分析已經(jīng)成為巖土工程開(kāi)挖與結(jié)構(gòu)建造動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬、工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性分析的最有利手段。本研究方向主要研究各種數(shù)值分析方法，包括有限元法、邊界單元法、離散單元法、不連續(xù)變形分析法和問(wèn)題反分析方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)等在巖土和

9、結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用。重點(diǎn)在于應(yīng)用上述方法合理、準(zhǔn)確地模擬和分析、解決巖土和結(jié)構(gòu)工程中的實(shí)際問(wèn)題。要求培養(yǎng)的人才必須具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、力學(xué)基礎(chǔ)，通曉數(shù)值分析的基本原理和方法，有不斷發(fā)展現(xiàn)有的分析理論和技術(shù)，使之具有更加廣泛的實(shí)用性和更高的精度的能力。同時(shí)還應(yīng)具有編制實(shí)用程序軟件的能力。（五）工程材料物理力學(xué)性質(zhì)（五）工程材料物理力學(xué)性質(zhì)此研究方向以固體力學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用斷裂力學(xué)、損傷力學(xué)和流變力學(xué)的新成就，研究巖土材料和建筑材料的力學(xué)性能。研究

10、完整巖石的力學(xué)性質(zhì)，在室內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上研究巖石的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、巖石破壞類型及破壞機(jī)制、巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則；研究節(jié)理巖體的力學(xué)特性，研究結(jié)構(gòu)面對(duì)巖石強(qiáng)度、變形的影響；研究巖石流變力學(xué)，巖石和巖體的流變特性；研究軟巖的力學(xué)特性，研究膨脹巖的力學(xué)特性、膨脹機(jī)制，研究軟巖、膨脹巖穩(wěn)定性的控制。研究混凝土及人工復(fù)合材料的細(xì)觀破壞機(jī)理與宏觀斷裂與強(qiáng)度，徐變、疲勞以及環(huán)境因素對(duì)材料性能和壽命的影響。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果，運(yùn)用相關(guān)的力學(xué)理論，以及概論