工程力学是力学与工程实践结合的学科,主要研究物体在力作用下的运动、变形及破坏规律,并为工程结构设计提供理论依据。其核心内容可归纳为以下几类:
静力学
研究物体在静止或匀速直线运动状态下的受力分析,包括力的合成与平衡、约束与反作用定律等。
运动学与动力学
探讨物体的加速度、速度及动能等运动参数,以及力与运动的关系。
分析材料在静载、动载及复杂应力状态下的变形与破坏机制,如拉伸、压缩、弯曲、扭转等。
研究工程结构(如梁、柱、壳等)在荷载作用下的内力分布、变形及稳定性,为设计提供安全准则。
弹性力学 :研究弹性体(如金属、木材)的应力-应变关系,建立胡克定律等基本理论。
塑性力学 :分析材料超过弹性极限后的塑性变形行为,如屈服强度、断裂准则等。
研究流体(气体、液体)的运动规律及与固体边界间的相互作用,如水流、空气动力学等。
探讨材料或结构在裂纹形成、扩展过程中的力学行为及断裂机制。
计算力学 :运用数学模型和计算机技术解决复杂力学问题,如有限元分析。
实验力学 :通过实验验证理论分析,开发新的测试方法与材料性能评估手段。
部分高校还开设方向课程,如结构动力学(研究振动特性)、流体力学(侧重工程应用)、电工与电子技术(结合力学与电子系统设计)等。
以《工程力学教程》等教材为基础,通常包含高等数学、线性代数、大学物理等基础课程,以及上述专业方向课程。
注 :不同高校课程设置可能有所差异,但上述内容为工程力学的主流研究范畴。