您当前的位置:第四章 >>第一节 材料力学的历史及基本任务
为了克服碳纤维、硼纤维不耐高温和抗剪切能力差等缺点,近二十年来,人们又研制出金属基和陶瓷基的复合材料。华人在复合材料的研究中做出了很多贡献,但中国在复合材料力学研究方面的起步和水平晚于欧美十到十五年。
我们一般认为,意大利科学家伽利略《关于力学和局部运动的两门新科学的对话和数学证明》—书的发表(1638年)是材料力学开始形成一门独立学科的标志。在该书中这位科学巨匠尝试用科学的解析方法确定构件的尺寸,讨论的第—问题是直杆轴向拉伸问题,得到承载能力与横截面积成正比而与长度无关的正确结论。
古人有着聪明的头脑。在古代建筑中,尽管还没有严格的科学理论,但人们从长期生产实践中,对构件的承力情况已有一些定性或较粗浅的定量认识。例如,从圆木中截取矩形截面的木粱,当高宽比为3:2时最为经济,这大体上符合现代材料力学的基本原理。
在这个过程中,意大利科学家伽利略为解决建造船舶和水闸所需的粱的尺寸问题,进行了一系列实验,并于1638年首次提出粱的强度计算公式。由于当时对材料受力后会发生变形这一规律缺乏认识,他采用了刚体力学的方法进行计算,以致所得结论不完全正确。后来,英国科学家胡克在1678年发表了根据弹簧实验观察所得的,“力与变形成正比”这一重要物理定律(即胡克定律)。奠定了材料力学的基础。从18世纪起,材料力学开始沿着科学理论的方向向前发展 。
一直发展至今,材料力学承担着: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的基本任务。对社会发展有着不可忽略的作用!
材料力学的发展是和人类社会发展密切相关的,材料力学发展史是人类文明史的一部分,其内容是极其丰富。