【正文】 Griffith理論，指出將裂紋尖端塑性功計(jì)入耗散能，就可將該理論應(yīng)用于金屬材料。 斷裂力學(xué)是 20世紀(jì)固體力學(xué)的重大成就之一，是工程材料與構(gòu)件強(qiáng)度估算和壽命預(yù)測的理論基礎(chǔ)。 30余年的發(fā)展推動了相關(guān)領(lǐng)域：例如定量解剖學(xué)、定量形態(tài)學(xué)、系統(tǒng)生理學(xué)、血管生理學(xué)等的形成。 52 力學(xué)發(fā)展簡史 穩(wěn)定、分岔和混沌理論： 穩(wěn)定、分岔和混沌在 20世紀(jì)都有長足的進(jìn)展，李亞普諾夫方法在力學(xué)中有了廣泛地應(yīng)用。 53 力學(xué)發(fā)展簡史 穩(wěn)定、分岔和混沌理論： 混沌是指非線性確定性系統(tǒng)中對初值敏感而出現(xiàn)的貌似隨機(jī)的運(yùn)動。 1954～ 1962間， Kolmogorov、Arnold、 Moser從數(shù)學(xué)上證明的 KAM理論，解釋了保守力學(xué)系統(tǒng)里出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象。 55 力學(xué)發(fā)展簡史 塑性力學(xué)和位錯理論： 1951年 Drucker提出了德魯克公設(shè)，認(rèn)為對一類穩(wěn)定材料，附加應(yīng)力在應(yīng)力循環(huán)上所做的功總是非負(fù)的。 1961年以留申在應(yīng)變空間提出如下公設(shè)：材料微元在任意應(yīng)變閉循環(huán)中，應(yīng)力所做的功總是非負(fù)的。這些理論預(yù)測，被 50年代的實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。 60 70年代 Hill,Mandel發(fā)展和完善了晶體和多晶體塑性理論。 1921年 G. I. Taylor首先提出脈動速度關(guān)聯(lián)函數(shù)的概念 ,在 30年代和 von Kaman等一起開創(chuàng)了湍流統(tǒng)計(jì)理論。 20世紀(jì) 40年代初，周培源首先提出同時求解平均速度和脈動速度的動力學(xué)方程組，給出了具有奠基性的雷諾應(yīng)力所滿足的方程。湍流模式理論是湍流統(tǒng)計(jì)理論和實(shí)際工程應(yīng)用之間的橋梁。根據(jù)奇異性產(chǎn)生的原因，發(fā)展了處理邊界層效應(yīng)的匹配漸近展開法和處理出現(xiàn)長期項(xiàng)的 PLK(PoincareLighthillKuo)法。 美國斯坦福大學(xué) M. Van Dyke將攝動級數(shù)延拓，應(yīng)用于眾多流動問題，是理論和計(jì)算結(jié)合的范例。具有里程碑性的工作有： J. G. Oldroyd(1950)提出本構(gòu)關(guān)系必須具有確定不變性的原理 ； W. Noll(1958)提出“確定性公理、局部作用公理和客觀性公理”，都是構(gòu)造本構(gòu)理論的基礎(chǔ)，確定了力學(xué)公理化結(jié)構(gòu)的雛形； 63 力學(xué)發(fā)展簡史 力學(xué)的公理化體系： Trusedell和 Noll(1965)的名著“力學(xué)的非線性場論”，總結(jié)了關(guān)于力學(xué)公理化體系的主要研究成果，使連續(xù)介質(zhì)的基礎(chǔ)理論進(jìn)入嶄新時代； A. C. Eringen(1975)的專著“連續(xù)統(tǒng)物理， ~4”明確提出“因果公理、確定性公理、等存在公理、客觀性公理、 …… 相容性公理”等八條公理是構(gòu)造簡單物質(zhì)本構(gòu)理論的基礎(chǔ)，隨后添加了坐標(biāo)不變性和對因次 (單位 )系統(tǒng)不變性公理，并逐一闡明每個公理的內(nèi)涵。這時飛機(jī)阻力隨馬赫數(shù)微小上升急劇增大，飛機(jī)會突然受到很大的“低頭”力矩并產(chǎn)生劇烈抖振，導(dǎo)致當(dāng)時人們認(rèn)為聲速是不可逾越的，也即存在聲障。 通過空氣動力學(xué)的深入研究，用碳酚醛高硅氧、碳石英等高分子材料做飛行器表面層，利用燒蝕法、發(fā)汗冷卻法等克服了飛行器返回大氣層的高溫問題，實(shí)現(xiàn)了人類航天的夢想。 20世紀(jì)末，力學(xué)進(jìn)展曾組織專家發(fā)表過 “ 21世紀(jì)初力學(xué)發(fā)展趨勢”一文，現(xiàn)摘引如下 68 21世紀(jì)力學(xué)發(fā)展趨勢 固體力學(xué)方面： 隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展， 分子動力學(xué)等微觀模擬方法、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的仿真分析將 更大規(guī)模更迅速地在固體力學(xué)和工程設(shè)計(jì)中 得到應(yīng)用和發(fā)展 。此外， 亟需開辟 傳統(tǒng)波浪理論未涉及的 有旋流對波浪影響這一新領(lǐng)域 。由于流動的復(fù)雜性，針對若干典型化工設(shè)備進(jìn)行深入的研究，將為化工設(shè)計(jì)和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等提供新方法和基礎(chǔ)。其研究結(jié)果可提供生物進(jìn)化論方向的理性認(rèn)識，也可 為提高某些機(jī)構(gòu)、機(jī)械的性能提供指導(dǎo) 。 73 21世紀(jì)力學(xué)發(fā)展趨勢 21世紀(jì)力學(xué)與其他學(xué)科的交叉必將進(jìn)一步加強(qiáng) ,較為重要的當(dāng)屬力學(xué)與生命科學(xué)、力學(xué)與地學(xué)得交叉及物理力學(xué)。 74 21世紀(jì)力學(xué)發(fā)展趨勢 4)滲流力學(xué)問題 ，特別是裂縫介質(zhì)中的多相滲流規(guī)律的研究，從而解決二次和三次采油新技術(shù)。已經(jīng)取得了許多重要成果。 力學(xué)與其他學(xué)科的交叉： 生物力學(xué)還將 為生物反應(yīng)器和分離器的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)、新方法和新技術(shù)。 但是，在用物理力學(xué)方法解釋固體的塑性、強(qiáng)度、損傷和斷裂等方面，卻遇到了極大的困難。 78 建筑工程方向不學(xué) 教學(xué)計(jì)劃中的力學(xué)課程 理論力學(xué) 材料力學(xué) 結(jié)構(gòu)靜力學(xué) 彈性力學(xué) 流體力學(xué) 結(jié)構(gòu)動力學(xué) 有限單元法基礎(chǔ) 有限元分析軟件 計(jì)算流體力學(xué) 土力學(xué) 隨機(jī)振動 實(shí)驗(yàn)力學(xué) 土動力學(xué) 非線性振動 斷裂力學(xué) 結(jié)構(gòu)振動控制 塑性力學(xué) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 79 期 望 力學(xué)是基礎(chǔ)科學(xué)，也是技術(shù)科學(xué)。 本專業(yè)的主干課程是：數(shù)學(xué)、力學(xué)。 祝大家都能為振興中華作出貢獻(xiàn)。 , March 12, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 :32:0608:32:06March 12, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 2023年 3月 12日星期日 8時 32分 6秒 08:32:0612 March 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 :32:0608:32Mar2312Mar23 ? 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 。 , March 12, 2023 ? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 2023年 3月 12日星期日 8時 32分 6秒 08:32:0612 March 2023 ? 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。 2023年 3月 12日星期日 上午 8時 32分 6秒 08:32: ? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 :32:0608:32Mar2312Mar23 ? 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。 2023年 3月 12日星期日 8時 32分 6秒 08:32:0612 March 2023 ? 1空山新雨后，天氣晚來秋。 :32:0608:32:06March 12, 2023 ? 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 , March 12, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 。 :32:0608:32Mar2312Mar23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。 沒有問題本課程到此結(jié)束！ 請兩周后交學(xué)“力學(xué)”的認(rèn)識。希望都能切實(shí)學(xué)到手。 資料浩瀚，水平所限介紹并不到位。 由于細(xì)觀力學(xué)等的進(jìn)展，在 21世紀(jì)比較滿意地建立宏、細(xì)、微觀層次間的關(guān)系，應(yīng)該是物理力學(xué)研究的重要領(lǐng)域。 此分支學(xué)科一提出就得到了多方響應(yīng)并取得了部分成果。 生物醫(yī)學(xué)工程有望在 21世紀(jì)得到重大發(fā)展 ，組織工程將是它的前沿，而生物力學(xué)則是其基礎(chǔ)。但作為獨(dú)立的分支學(xué)科 —— 生物力學(xué)卻在 60年代得到快速發(fā)展，近年 生物醫(yī)學(xué)工程得到迅速建立和發(fā)展 。 3)環(huán)境與災(zāi)害力學(xué) 包括環(huán)境污染、氣象災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、地震災(zāi)害及防治和其他自然與工業(yè)災(zāi)害等。 交叉學(xué)科并非兩個學(xué)科或分支學(xué)科的簡單加合，它基于源學(xué)科又有區(qū)別，它的發(fā)展有利于發(fā)展新學(xué)科并促進(jìn)源學(xué)科的發(fā)展。 71 21世紀(jì)力學(xué)發(fā)展趨勢 一般力學(xué)方面： 隨著技術(shù)的發(fā)展，諸如機(jī)器人、人造衛(wèi)星和高速列車等等領(lǐng)域的發(fā)展， 亟需解決多體系統(tǒng)的運(yùn)動和控制、大尺度柔性部件和液體的運(yùn)動穩(wěn)定性、車輛與軌道作一個高度復(fù)雜非線性系統(tǒng)等的建模，求解理論和方法等 的研究分析。它的研究還有助于了解各種新陳代謝的宏觀機(jī)制。 69 21世紀(jì)力學(xué)發(fā)展趨勢 流體力學(xué)方面： 船舶向更大、更快方向發(fā)展，新型船舶 (如既能貼近水面航行、也可升空飛行或降在水面上的大型沖翼艇 )研制等，均 亟需解決表面邊界非線性，波浪的隨機(jī)性水表層為湍流，以及流體和船舶運(yùn)動的相互作用等問題 。 固體力學(xué)將 融匯力 熱 電 磁等效應(yīng)，機(jī)械力與熱、電、磁等效應(yīng)的轉(zhuǎn)換和控制，從而 解決微機(jī)械、微工藝、微控制等方面急需解決的問題 。 65 力學(xué)發(fā)展簡史 克服聲障、熱障的力學(xué)理論： 熱障是指飛行器高超聲速飛行時其表面產(chǎn)生高溫，特別是在飛船、航天飛機(jī)返回大氣層時高溫達(dá) 10000K，不加防護(hù)飛行器必將燒毀。為 20世紀(jì)整個力學(xué)的發(fā)展作出了卓越的重大貢獻(xiàn)。 62 力學(xué)發(fā)展簡史 力學(xué)的公理化體系： 力學(xué)的公理化是德國數(shù)學(xué)家 Hilbert(1900)年提出的，即實(shí)現(xiàn) D’ lambert(1743)的設(shè)想：“力學(xué)必須象幾何學(xué)那樣，建立在顯然正確的公理上，且其結(jié)論要有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明”。 61 力學(xué)發(fā)展簡史 奇異攝動理論： 60年代后人們用多尺度觀點(diǎn)來認(rèn)識奇異攝動問題，提出了多重尺度法，形成了奇異攝動的系統(tǒng)理論。 19世紀(jì)在研究水波、天體運(yùn)動時解決了奇異攝動的個例。 50年代初 Rotta和 Davidov進(jìn)一步闡明了湍流模式理論的研究方向。 1941年科爾莫哥洛夫首先提出脈動速度結(jié)構(gòu)函數(shù)的概念，導(dǎo)出了均勻各向同性湍流的相似性理論，得到了具有普適意義的慣性區(qū) 5/3次能譜冪次標(biāo)度律， 1962年他又再次修正開創(chuàng)了湍流結(jié)構(gòu)函數(shù)普適標(biāo)度律研究的先河 ,是 20世紀(jì)湍流研究最重大的成果之一。 位錯理論是 20世紀(jì)固體物理重大成就之一，為晶體微觀力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。 1954年 Kroner提出位錯連續(xù)統(tǒng)塑性理論，將位錯密度張量與變性非協(xié)調(diào)聯(lián)系起來。由該公設(shè)可推出正交性法則。 1954年他進(jìn)一步任何材料如果不滿足這個公設(shè)，就將是不穩(wěn)定的。他還研究了逆壓梯度下邊界層的分離，一旦分離，邊界層便會形成包住尾渦的渦面，改變流動的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?；煦缋碚摻沂玖伺ｎD力學(xué)中確定性和隨機(jī)性之間的辯證關(guān)系，反映了自然現(xiàn)象的復(fù)雜性。 60年代 Thom、 Zeeman和 Arnold創(chuàng)立了動力系統(tǒng)的分岔理論，成為研究動力系統(tǒng)失穩(wěn)后行為的基礎(chǔ)。 1969年馮元楨 (Y. C. Fung)關(guān)于肺微循環(huán)的研究，提出了生物力學(xué)方法學(xué)原則，是生物力學(xué)作為獨(dú)立學(xué)科的標(biāo)志。 斷裂力學(xué)還必將激發(fā)細(xì)觀和微觀斷裂理論的發(fā)展。 1962年 Dugdale提出窄帶屈服區(qū)模型， Paris提出疲勞裂紋擴(kuò)展公式，開辟了疲勞壽命預(yù)測研究領(lǐng)域。 49 力學(xué)發(fā)展簡史 斷裂力學(xué)： 1921年 Griffith提出能量釋放率理論，認(rèn)為脆性材料低應(yīng)力斷裂是因?yàn)槲⑿×鸭y失穩(wěn)擴(kuò)展造成。 1920 46 從上述簡單介紹中可以看到以下結(jié)論： 力學(xué)發(fā)展簡史 16世紀(jì)以前力學(xué)發(fā)展較慢； 中國雖然有很多水利、橋梁、土木等等的偉大工程，卻沒有發(fā)表過力學(xué)方面的文獻(xiàn)；