工程力學專業(yè)介紹及發(fā)展方向

1、工程力學專業(yè)介紹及發(fā)展方向工程力學專業(yè)介紹及發(fā)展方向摘要：工程力學是力學的一個分支，它主要涉及機械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各種工程與力學結合的領域，分為六大研究方向：非線性力學與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術、應力與變形測量理論和破壞檢測技術、數值分析方法與工程應用、工程材料物理力學性質、工程動力學與工程爆破。學制一般為四年，畢業(yè)后授予工學學士。就業(yè)面相當廣泛，可以繼續(xù)讀博、從事科學研究、教師、公務員，或到國防

2、單位工作，去外企等等?？偟膩碚f，工程力學專業(yè)具有現代工程與理論相結合的的特點，有很大的知識面和靈活性，對國家現代化建設具有重大意義。工程力學是研究有關物質宏觀運動規(guī)律，及其應用的科學。工程給力學提出問題，力學的研究成果改進工程設計思想。從工程上的應用來說，工程力學包括：質點及剛體力學，固體力學，流體力學，流變學，土力學，巖體力學等。工程力學的產生工程力學的產生工程力學作為力學的一個分支，是20世紀50年代末出現的。首先提出這一名稱并對這

3、個學科做了開創(chuàng)性工作的是中國學者錢學森。在20世紀50年代，出現了一些極端條件下的工程技術問題，所涉及的溫度高達幾千度到幾百萬度，壓力達幾萬到幾百萬大氣壓，應變率達百萬分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質和材料的性質很難用實驗方法來直接測定。為了減少耗時費錢的實驗工作，需要用微觀分析的方法闡明介質和材料的性質。在一些力學問題中，出現了特征尺度與微觀結構的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結構分析入手處理宏觀問題。出現一些遠離平衡

4、態(tài)的力學問題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過程的高階項。由于對新材料的需求以及大批新型材料的出現，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”或預見新型材料力學性能的計算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學的建立。工程力學之所以出現，一方面是迫切要求能有一種有效的手段，預知介質和材料在極端條件下的性質及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計力學的建立和發(fā)展，物質的微觀結構及其運動規(guī)

5、律已經比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎和可能。工程力學雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關老學科的地方較多，但作為力學的一個新分支，確有一些獨具的特點。工程力學著重于分析問題的機理，并借助建立理論模型來解決具體問題。只有在進行機理分析而感到資料不夠時，才求助于新的實驗。工程力學注重運算手段，不滿足于問題的原則解決，要求作徹底的數值計算。因此，工程力學的研究力求采用高效率的運算方法和現代化的電子運算工具。工程力學注重從

6、微觀到宏觀。以往的技術科學和絕大多數的基礎科學，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學則建立在近代物理和近代化學成就之上，運用這些成就，建立起物質宏觀性質的微觀理論，這也是工程力學建立的主導思想和根本目的。雖然工程力學引用了近代物理和近代化學的許多結果，但它并不完全是統(tǒng)計物理或者物理化學的一個分支，因為無論是近代物理還是近代化學，都不能完全解決工程技術（三）（三）應力與變形測量理論和破壞檢測技術應力與變形測量理論

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

8、度和可靠性。同時，發(fā)展新的地應力測量理論和監(jiān)測技術、儀器。(2)在無損檢測技術。現代無損檢測技術、巖土材料和工程結構內部損傷、破壞、壽命評估、反分析理論和技術方法。（四）（四）數值分析方法與工程應用數值分析方法與工程應用數值分析已經成為巖土工程開挖與結構建造動態(tài)過程模擬、工程結構優(yōu)化設計和穩(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)變形分析法和問題反分析方法和優(yōu)化設計等在巖土和

9、結構工程中的應用。重點在于應用上述方法合理、準確地模擬和分析、解決巖土和結構工程中的實際問題。要求培養(yǎng)的人才必須具有堅實的數學、力學基礎，通曉數值分析的基本原理和方法，有不斷發(fā)展現有的分析理論和技術，使之具有更加廣泛的實用性和更高的精度的能力。同時還應具有編制實用程序軟件的能力。（五）工程材料物理力學性質（五）工程材料物理力學性質此研究方向以固體力學為基礎，運用斷裂力學、損傷力學和流變力學的新成就，研究巖土材料和建筑材料的力學性能。研究

10、完整巖石的力學性質，在室內試驗基礎上研究巖石的應力應變關系、巖石破壞類型及破壞機制、巖石強度準則；研究節(jié)理巖體的力學特性，研究結構面對巖石強度、變形的影響；研究巖石流變力學，巖石和巖體的流變特性；研究軟巖的力學特性，研究膨脹巖的力學特性、膨脹機制，研究軟巖、膨脹巖穩(wěn)定性的控制。研究混凝土及人工復合材料的細觀破壞機理與宏觀斷裂與強度，徐變、疲勞以及環(huán)境因素對材料性能和壽命的影響。根據現場試驗和實驗室試驗的結果，運用相關的力學理論，以及概論