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第一节 材料力学的历史及基本任务
一、材料力学的发展史
材料力学是固体力学的一个分支,它是研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。其基本任务是:将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件,计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性,以保证结构能承受预定的载荷;选择适当的材料、截面形状和尺寸,以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。
二、材料方面
人类早已创制了有力学概念的复合材料。例如,古代中国人和犹太人用稻草或麦秸增强盖房用的泥砖。
两千年前,中国制造了防腐蚀用的生漆衬布;由薄绸和漆粘结制成的中国漆器,也是近代纤维增强复合材料的雏形,它体现了重量轻、强度和刚度大的力学优点。
以混凝土为标志的近代复合材料是在一百多年前出现的。后来,原有的混凝土结构不能满足高层建筑的强度要求,建筑者转而使用钢筋混凝土结构,其中的钢筋提高了混凝土的抗拉强度,从而解决了建筑方面的大量问题 。
20世纪初,为满足军用方面对材料力学性能的要求,人们开始研制新材料,并在20世纪40年代研制成功玻璃纤维增强复合材料(即玻璃钢)。它的出现丰富了复合材料的力学内容。
50年代又出现了强度更高的碳纤维、硼纤维复合材料,复合材料的力学研究工作由此得到很大发展,并逐步形成了一门新兴的力学学科——复合材料力学。