華北工學院力學學科的發(fā)展戰(zhàn)略.doc

力學學科的發(fā)展戰(zhàn)略一、本學科發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢作為我國七大基礎學科之一的力學具有很強的基礎性，又有廣泛的應用性。力學的基礎研究，不斷深化和豐富人類對基本自然規(guī)律的認識，不斷為其他學科的發(fā)展提供認識工具。目前，力學正在突破經(jīng)典的力學概念和范疇，進入一個新的發(fā)展階段，力學的物理內(nèi)容在深化，力學在與其他學科交緣處迅速發(fā)展。力學的發(fā)展總趨勢是：致力于力學界公認的幾個基本現(xiàn)象和規(guī)律的研究，如湍流運動，固體介質(zhì)的本構、實效理論，傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學的改造，使之可以刻劃非均勻、多尺度、宏微細觀多層次。將繼續(xù)以應用基礎研究為重點，同時大力發(fā)展應用力學。力學學科通常有如下幾個分支：一般力學、固體力學、流體力學及交叉學科，其研究前沿為：（1）一般力學 非線性動力學：有限維系統(tǒng)的分岔與混沌，運動穩(wěn)定性：力學系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、大系統(tǒng)、分布參數(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒穩(wěn)定性，多柔體系統(tǒng)動力學：剛體運動與柔體變形的耦合、柔體姿態(tài)穩(wěn)定性等，隨機振動，近代分析力學：“幾何動力學理論”等。（2）固體力學 以非線性力學為核心的力學與數(shù)學的結合，以宏微細觀力學為核心的力學與物理學的結合，巖土力學，實驗固體力學，計算固體力學流固耦合問題。（3）流體力學 湍流，流動穩(wěn)定性，混沌，水波動力學，渦動力學，復雜流場計算，多相流，非平衡流。（4）力學中的交叉學科 物理力學，電磁力學，爆炸力學，地球動力學生物力學，等等。作為力學的重要分支，固體力學兼具技術科學與基礎科學的雙重屬性。雖然固體力學經(jīng)過長期發(fā)展，在宏觀力學上取得了一系列成果，形成了固體力學的近代理論。盡管固體力學已呈現(xiàn)出一個高度發(fā)達學科的某些特征，但仍有一些基本問題尚未解決，如固體本構理論在宏觀連續(xù)介質(zhì)層次上未能實現(xiàn)封閉，破壞的發(fā)生和傳播機制并不很清楚，疲勞行為的機制遠未得到闡明，有生命的固體與無生命的固體在本構響應的不同也遠不清楚，等等。上述問題僅僅是固體力學尚未解決問題的極小部分，其學科進展是永無止境的。固體力學的發(fā)展趨勢及發(fā)展動態(tài)是：（1）固體力學應用研究 工程技術的發(fā)展態(tài)勢：固體力學與諸如土建、機械、航空航天等工程技術的緊密結合，固體力學的滲入和指導作用，材料科學與固體力學：強韌化原理，材料內(nèi)部缺陷的演變機制，微機電系統(tǒng)：薄膜力學，微電子元器件的封裝等，精細加工：微細觀力學的定量研究，能源工程：減災力學，反應堆結構力學，航空航天與交通工程：復合材料力學，耐撞性，老齡工程結構的安全評估：漏后斷（LBB）準則，巖石力學與工程應用：流變學，分形、混沌，巖石固液耦合力學，土力學與工程英用：砂土力學行為。（2）固體力學學科研究 以非線性力學為核心的力學與數(shù)學的結合：引入非線性動力學的方法與概念，以宏微細觀力學為核心的力學與物理學的結合：將力學引入細微觀世界，使力學研究的層次和精確性上一個水平，巖土力學：流變、分形、混沌、滲流等，實驗固體力學：測試設備、測試技術，圖象處理等，計算固體力學：數(shù)值方法、計算力學軟件、非線性計算、計算結構力學、結構優(yōu)化等，流固耦合問題：非線性、屈曲等。二、本學科現(xiàn)狀、地位及研究方向1、 本學科現(xiàn)狀及在國內(nèi)外同行業(yè)中的地位我院力學學科的發(fā)展經(jīng)歷了一個特殊的發(fā)展歷程。隨著力學師資力量的不斷擴充和學力層次的不斷提高，在彈塑性動力學、計算固體力學、實驗力學、多剛體（柔體）動力學以及工程中的振動問題等方面進行了積極的探索和研究，并出現(xiàn)了一些理論和應用成果，如充液結構的屈曲分析、第二臨界速度新的判別準則、高壓容器失效、粘彈性問題、熱傳導問題的邊界單元方法、高沖擊損傷實驗研究、慣性導航、減震器動態(tài)特性試驗研究及數(shù)學建模等等。上述研究工作在各學科分支研究中已處于靠前位置，有的研究工作（如充液結構屈曲、粘彈性、高沖擊損傷等）已處于本學科研究工作的前沿位置。但我院力學學科的整體水平尚有較大差距，某些方面還處于初期研究階段，需要進一步加強。2、 本學科擬從事的研究方向（1）沖擊動力學，（2）數(shù)值模擬與系統(tǒng)仿真，（3）沖擊波效應，（4）柔體系統(tǒng)動力學，（5）高沖擊侵徹，（6）減震器疲勞實驗，（7）其它方向（沖擊實驗系統(tǒng)、力學反問題等）。三、“十一五”本學科擬上科研課題1、 充液結構的動力屈曲、應力波效應及尺寸效應：研究復雜結構充液和結構撞水的動力屈曲問題（理論及實驗）、大能量高速沖擊的應力波效應，大尺寸及小尺寸的尺寸效應等；研究成果將用于充液罐的撞擊防護、彈箭撞水失效、飛行器水上迫降、微型結構傳感器等方面?，F(xiàn)有研究基礎：充液圓柱殼沖擊屈曲理論和數(shù)值模擬。2、 冷熱壓力加工中的力學反問題研究：研究冷熱加工、成型過程中的彈塑性力學的反問題，結合優(yōu)化理論研究實際工程問題?，F(xiàn)有研究基礎：焊接過程理論及數(shù)值計算等。3、 混凝土靶高速沖擊侵徹過程的力學模型和計算機仿真：研究高速沖擊時的精確力學模型，對侵徹過程進行有效計算機仿真；研究成果用于彈箭的侵徹效果分析?，F(xiàn)有研究基礎：彈箭測試系統(tǒng)、高沖擊損傷實驗（電路板沖擊）。4、 高速沖擊過程中應力波傳播對動態(tài)測試系統(tǒng)的影響：研究高速沖擊的應力波對測試系統(tǒng)的影響，對測試信號影響進行理論分析研究；研究成果用于動態(tài)測試系統(tǒng)的設計。現(xiàn)有研究基礎：沖擊應力波實驗、應力波對動態(tài)測試系統(tǒng)的影響。5、 多柔體系統(tǒng)動力學的理論與應用：研究多柔體系統(tǒng)（剛體、變形體混合系統(tǒng)）的動力學理論及實用數(shù)值分析程序；研究成果用于機器人、衛(wèi)星、各類飛行器的設計、控制等?，F(xiàn)有研