工程力學(xué)專業(yè)介紹及發(fā)展方向

1、工程力學(xué)專業(yè)介紹及發(fā)展方向摘要：工程程力學(xué)是是力學(xué)的的一個分分支，它它主要涉涉及機(jī)械械、土建建、材料料、能源源、交通通、航空空、船舶舶、水利利、化工工等各種種工程與與力學(xué)結(jié)結(jié)合的領(lǐng)領(lǐng)域，分分為六大大研究方方向：非非線性力力學(xué)與工工程、工程穩(wěn)穩(wěn)定性分分析及控控制技術(shù)術(shù)、應(yīng)力與與變形測測量理論論和破壞壞檢測技技術(shù)、數(shù)值分分析方法法與工程程應(yīng)用、工程材材料物理理力學(xué)性性質(zhì)、工程動動力學(xué)與與工程爆爆破。學(xué)學(xué)制一般般為四年年，畢業(yè)業(yè)后授予予工學(xué)學(xué)學(xué)士。就就業(yè)面相相當(dāng)廣泛泛，可以以繼續(xù)讀讀博、從從事科學(xué)學(xué)研究、教教師、公公務(wù)員，或或到國防防單位工工作，去去外企等等等?？偪偟膩碚f說，工程程力學(xué)專專業(yè)具有有現(xiàn)

2、代工工程與理理論相結(jié)結(jié)合的的的特點(diǎn)，有有很大的的知識面面和靈活活性，對對國家現(xiàn)現(xiàn)代化建建設(shè)具有有重大意意義。關(guān)鍵詞： 產(chǎn)生、專專業(yè)介紹紹、研究究方向、發(fā)發(fā)展前景景、就業(yè)業(yè) 引言 工程力力學(xué)是研研究有關(guān)關(guān)物質(zhì)宏宏觀運(yùn)動動規(guī)律，及及其應(yīng)用用的科學(xué)學(xué)。工程程給力學(xué)學(xué)提出問問題，力力學(xué)的研研究成果果改進(jìn)工工程設(shè)計(jì)計(jì)思想。從從工程上上的應(yīng)用用來說，工工程力學(xué)學(xué)包括：質(zhì)點(diǎn)及及剛體力力學(xué)，固固體力學(xué)學(xué)，流體體力學(xué)，流流變學(xué)，土土力學(xué)，巖巖體力學(xué)學(xué)等。0產(chǎn)生工程力學(xué)作作為力學(xué)學(xué)的一個個分支，是是20世世紀(jì)500年代末末出現(xiàn)的的。首先先提出這這一名稱稱并對這這個學(xué)科科做了開開創(chuàng)性工工作的是是中國學(xué)學(xué)者錢學(xué)學(xué)森。

3、在200世紀(jì)550年代代，出現(xiàn)現(xiàn)了一些些極端條條件下的的工程技技術(shù)問題題，所涉涉及的溫溫度高達(dá)達(dá)幾千度度到幾百百萬度，壓壓力達(dá)幾幾萬到幾幾百萬大大氣壓，應(yīng)應(yīng)變率達(dá)達(dá)百萬分分之一億分之之一秒等等。在這這樣的條條件下，介介質(zhì)和材材料的性性質(zhì)很難難用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方法來來直接測測定。為為了減少少耗時費(fèi)費(fèi)錢的實(shí)實(shí)驗(yàn)工作作，需要要用微觀觀分析的的方法闡闡明介質(zhì)質(zhì)和材料料的性質(zhì)質(zhì)；在一些些力學(xué)問問題中，出出現(xiàn)了特特征尺度度與微觀觀結(jié)構(gòu)的的特征尺尺度可比比擬的情情況，因因而必須須從微觀觀結(jié)構(gòu)分分析入手手處理宏宏觀問題題；出現(xiàn)現(xiàn)一些遠(yuǎn)遠(yuǎn)離平衡衡態(tài)的力力學(xué)問題題，必須須從微觀觀分析出出發(fā)，以以求了解解耗散過過程的高高階

4、項(xiàng)；由于對對新材料料的需求求以及大大批新型型材料的的出現(xiàn)，要要求尋找找一種從從微觀理理論出發(fā)發(fā)合成具具有特殊殊性能材材料的“配方”或預(yù)見見新型材材料力學(xué)學(xué)性能的的計(jì)算方方法。在這樣樣的背景景條件下下，促使使了工程程力學(xué)的的建立。工工程力學(xué)學(xué)之所以以出現(xiàn)，一一方面是是迫切要要求能有有一種有有效的手手段，預(yù)預(yù)知介質(zhì)質(zhì)和材料料在極端端條件下下的性質(zhì)質(zhì)及其隨隨狀態(tài)參參量變化化的規(guī)律律；另一一方面是是近代科科學(xué)的發(fā)發(fā)展，特特別是原原子分子子物理和和統(tǒng)計(jì)力力學(xué)的建建立和發(fā)發(fā)展，物物質(zhì)的微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)及其運(yùn)運(yùn)動規(guī)律律已經(jīng)比比較清楚楚，為從從微觀狀狀態(tài)推算算出宏觀觀特性提提供了基基礎(chǔ)和可可能。工程力力學(xué)雖然然還

5、處在在萌芽階階段，很很不成熟熟，而且且繼承有有關(guān)老學(xué)學(xué)科的地地方較多多，但作作為力學(xué)學(xué)的一個個新分支支，確有有一些獨(dú)獨(dú)具的特特點(diǎn)。工程力力學(xué)著重重于分析析問題的的機(jī)理，并并借助建建立理論論模型來來解決具具體問題題。只有有在進(jìn)行行機(jī)理分分析而感感到資料料不夠時時，才求求助于新新的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。工程力力學(xué)注重重運(yùn)算手手段，不不滿足于于問題的的原則解解決，要要求作徹徹底的數(shù)數(shù)值計(jì)算算。因此此，工程程力學(xué)的的研究力力求采用用高效率率的運(yùn)算算方法和和現(xiàn)代化化的電子子運(yùn)算工工具。工程力力學(xué)注重重從微觀觀到宏觀觀。以往往的技術(shù)術(shù)科學(xué)和和絕大多多數(shù)的基基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)，都是是或從宏宏觀到宏宏觀，或或從宏觀觀到微觀觀，或從

6、從微觀到到微觀，而而工程力力學(xué)則建建立在近近代物理理和近代代化學(xué)成成就之上上，運(yùn)用用這些成成就，建建立起物物質(zhì)宏觀觀性質(zhì)的的微觀理理論，這這也是工工程力學(xué)學(xué)建立的的主導(dǎo)思思想和根根本目的的。雖然工程力力學(xué)引用用了近代代物理和和近代化化學(xué)的許許多結(jié)果果，但它它并不完完全是統(tǒng)統(tǒng)計(jì)物理理或者物物理化學(xué)學(xué)的一個個分支，因因?yàn)闊o論論是近代代物理還還是近代代化學(xué)，都都不能完完全解決決工程技技術(shù)里所所提出的的各種具具體問題題。工程程力學(xué)所所面臨的的問題往往往要比比基礎(chǔ)學(xué)學(xué)科里所所提出的的問題復(fù)復(fù)雜得多多，它不不能單靠靠簡單的的推演方方法或者者只借助助于某一一單一學(xué)學(xué)科的成成就，而而必須盡盡可能結(jié)結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)和

7、運(yùn)用用多學(xué)科科的成果果。11 (2)主主要內(nèi)容容工程力學(xué)主主要研究究平衡現(xiàn)現(xiàn)象，如如氣體、液液體、固固體的狀狀態(tài)方程程，各種種熱力學(xué)學(xué)平衡性性質(zhì)和化化學(xué)平衡衡的研究究等。對對于這類類問題，工工程力學(xué)學(xué)主要借借助統(tǒng)計(jì)計(jì)力學(xué)的的方法。工程力力學(xué)對非非平衡現(xiàn)現(xiàn)象的研研究包括括四個方方面：一一是趨向向于平衡衡的過程程，如各各種化學(xué)學(xué)反應(yīng)和和弛豫現(xiàn)現(xiàn)象的研研究；二二是偏離離平衡狀狀態(tài)較小小的、穩(wěn)穩(wěn)定的非非平衡過過程，如如物質(zhì)的的擴(kuò)散、熱熱傳導(dǎo)、粘粘性以及及熱輻射射等的研研究；三三是遠(yuǎn)離離于衡態(tài)態(tài)的問題題，如開開放系統(tǒng)統(tǒng)中所遇遇到的各各種能量量耗散過過程的研研究；四四是平衡衡和非平平衡狀態(tài)態(tài)下所發(fā)發(fā)生的突

8、突變過程程，如相相變等。解解決這些些問題要要借助于于非平衡衡統(tǒng)計(jì)力力學(xué)和不不可逆過過程熱力力學(xué)理論論。工程力力學(xué)的研研究工作作，目前前主要集集中三個個方面：高溫氣氣體性質(zhì)質(zhì)，研究究氣體在在高溫下下的熱力力學(xué)平衡衡性質(zhì)(包括狀狀態(tài)方程程)、輸輸運(yùn)性質(zhì)質(zhì)、輻射射性質(zhì)以以及與各各種動力力學(xué)過程程有關(guān)的的弛豫現(xiàn)現(xiàn)象；稠稠密流體體性質(zhì)，主主要研究究高壓氣氣體和各各種液體體的熱力力學(xué)平衡衡性質(zhì)(包括狀狀態(tài)方程程)、輸輸運(yùn)性質(zhì)質(zhì)以及相相變行為為等；固固體材料料性質(zhì)，利利用微觀觀理論研研究材料料的彈性性、塑性性、強(qiáng)度度以及本本構(gòu)關(guān)系系等物質(zhì)的的性質(zhì)及及其隨狀狀態(tài)參量量變化規(guī)規(guī)律的知知識，無無論對科科學(xué)研究究還

9、是工工程應(yīng)用用都極為為重要，力力學(xué)本身身的發(fā)展展就一直直離不開開物性和和對物性性的研究究。近代工工程技術(shù)術(shù)和尖端端科學(xué)技技術(shù)迅猛猛發(fā)展，特特別需要要深入研研究各種種宏觀狀狀態(tài)下物物體內(nèi)部部原子、分分子所處處的微觀觀狀態(tài)和和相互作作用過程程，從而而認(rèn)識宏宏觀狀態(tài)態(tài)參量擴(kuò)擴(kuò)大后物物體的宏宏觀性質(zhì)質(zhì)和變化化規(guī)律。因因此，工工程力學(xué)學(xué)的建立立和發(fā)展展，不但但可直接接為工程程技術(shù)提提供所需需介質(zhì)和和材科的的物性，也也將為力力學(xué)和其其他學(xué)科科的發(fā)展展創(chuàng)造條條件。2 （33）研究究方向 （一）非線線性力學(xué)學(xué)與工程程主要研究非非線性力力學(xué)的基基礎(chǔ)理論論和工程程實(shí)用技技術(shù)。研研究土木木建筑、水水利水電電、采礦礦

10、、交通通等部門門中的地地下峒室室、采場場、隧道道、井巷巷、高層層建筑基基礎(chǔ)、橋橋梁與基基礎(chǔ)、公公路邊坡坡、礦山山邊坡、水水利水電電壩基與與邊坡等等工程在在普通力力場和耦耦合力作作用下發(fā)發(fā)生變形形、位移移和破壞壞的規(guī)律律。通過過現(xiàn)場監(jiān)監(jiān)測、實(shí)實(shí)驗(yàn)室模模擬及計(jì)計(jì)算機(jī)數(shù)數(shù)值分析析等綜合合研究，為為工程設(shè)設(shè)計(jì)和施施工、實(shí)實(shí)現(xiàn)工程程設(shè)計(jì)優(yōu)優(yōu)化、保保證生產(chǎn)產(chǎn)和施工工安全提提供科學(xué)學(xué)依據(jù)。本本研究方方向致力力于將現(xiàn)現(xiàn)代前沿沿科學(xué)技技術(shù)，如如人工智智能技術(shù)術(shù)、灰色色理論、數(shù)數(shù)值模擬擬、非線線性力學(xué)學(xué)和不確確定性分分析技術(shù)術(shù)等應(yīng)用用到巖土土、結(jié)構(gòu)構(gòu)材料力力學(xué)分析析和工程程應(yīng)用研研究中來來，不斷斷提高工工程設(shè)計(jì)計(jì)

11、和施工工的科學(xué)學(xué)水平。（二） 工工程穩(wěn)定定性分析析及控制制技術(shù) 主要研究建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)、建筑筑地基、地地下鐵道道、地下下隧道、地地下峒室室、礦山山井巷和和巖土邊邊坡、壩壩坡等結(jié)結(jié)構(gòu)和巖巖土工程程的穩(wěn)定定性和可可靠性分分析、預(yù)預(yù)測及其其控制技技術(shù)。通通過現(xiàn)場場監(jiān)測、物物理模擬擬及數(shù)值值法計(jì)算算，研究究各種因因素及其其耦合作作用對工工程穩(wěn)定定性的影影響，研研究符合合靜、動動力學(xué)和和耦合特特征的穩(wěn)穩(wěn)定性控控制技術(shù)術(shù)，特別別是研究究巖土體體加固的的作用機(jī)機(jī)理、參參數(shù)確定定和新技技術(shù)開發(fā)發(fā)，新奧奧法在巖巖土工程程中的應(yīng)應(yīng)用。（三） 應(yīng)應(yīng)力與變變形測量量理論和和破壞檢檢測技術(shù)術(shù)應(yīng)力和變形形狀態(tài)及及其分布布規(guī)

12、律是是一切工工程穩(wěn)定定性的最最基本方方法。應(yīng)應(yīng)力和應(yīng)應(yīng)變測量量是了解解工程中中應(yīng)力、變變形與破破壞狀態(tài)態(tài)及其分分布規(guī)律律的重要要手段。本本方向研研究重點(diǎn)點(diǎn)為以下下列兩個個方面：(1)地應(yīng)應(yīng)力測量量理論和和技術(shù)。研研究地應(yīng)應(yīng)力測量量的原理理和方法法，特別別對目前前國內(nèi)外外應(yīng)用最最廣泛的的應(yīng)力解解除法和和水壓致致裂法在在不連續(xù)續(xù)、非均均質(zhì)、各各相異性性和非線線性巖體體中的工工作性能能進(jìn)行系系統(tǒng)的試試驗(yàn)和研研究。發(fā)發(fā)展實(shí)用用的測量量和分析析技術(shù)、儀儀器，以以提高應(yīng)應(yīng)力解除除法和水水壓致裂裂法在復(fù)復(fù)雜巖體體和地質(zhì)質(zhì)條件下下的測量量精度和和可靠性性。同時時，發(fā)展展新的地地應(yīng)力測測量理論論和監(jiān)測測技術(shù)、儀

13、儀器。(2)在無無損檢測測技術(shù)。現(xiàn)現(xiàn)代無損損檢測技技術(shù)、巖巖土材料料和工程程結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部損傷傷、破壞壞、壽命命評估、反反分析理理論和技技術(shù)方法法。（四） 數(shù)數(shù)值分析析方法與與工程應(yīng)應(yīng)用 數(shù)值分析已已經(jīng)成為為巖土工工程開挖挖與結(jié)構(gòu)構(gòu)建造動動態(tài)過程程模擬、工工程結(jié)構(gòu)構(gòu)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)和穩(wěn)穩(wěn)定性分分析的最最有利手手段。本本研究方方向主要要研究各各種數(shù)值值分析方方法，包包括有限限元法、邊邊界單元元法、離離散單元元法、不不連續(xù)變變形分析析法和問問題反分分析方法法和優(yōu)化化設(shè)計(jì)等等在巖土土和結(jié)構(gòu)構(gòu)工程中中的應(yīng)用用。重點(diǎn)點(diǎn)在于應(yīng)應(yīng)用上述述方法合合理、準(zhǔn)準(zhǔn)確地模模擬和分分析、解解決巖土土和結(jié)構(gòu)構(gòu)工程中中的實(shí)際際問題。要

14、要求培養(yǎng)養(yǎng)的人才才必須具具有堅(jiān)實(shí)實(shí)的數(shù)學(xué)學(xué)、力學(xué)學(xué)基礎(chǔ)，通通曉數(shù)值值分析的的基本原原理和方方法，有有不斷發(fā)發(fā)展現(xiàn)有有的分析析理論和和技術(shù)，使使之具有有更加廣廣泛的實(shí)實(shí)用性和和更高的的精度的的能力。同同時還應(yīng)應(yīng)具有編編制實(shí)用用程序軟軟件的能能力。（五）工程程材料物物理力學(xué)學(xué)性質(zhì)此研究方向向以固體體力學(xué)為為基礎(chǔ)，運(yùn)運(yùn)用斷裂裂力學(xué)、損損傷力學(xué)學(xué)和流變變力學(xué)的的新成就就，研究究巖土材材料和建建筑材料料的力學(xué)學(xué)性能。研究完整巖巖石的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)，在室室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)基礎(chǔ)上上研究巖巖石的應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變變關(guān)系、巖巖石破壞壞類型及及破壞機(jī)機(jī)制、巖巖石強(qiáng)度度準(zhǔn)則；研究節(jié)節(jié)理巖體體的力學(xué)學(xué)特性，研研究結(jié)構(gòu)構(gòu)面對巖巖石強(qiáng)度度

15、、變形形的影響響；研究究巖石流流變力學(xué)學(xué)，巖石石和巖體體的流變變特性；研究軟軟巖的力力學(xué)特性性，研究究膨脹巖巖的力學(xué)學(xué)特性、膨膨脹機(jī)制制，研究究軟巖、膨膨脹巖穩(wěn)穩(wěn)定性的的控制。研研究混凝凝土及人人工復(fù)合合材料的的細(xì)觀破破壞機(jī)理理與宏觀觀斷裂與與強(qiáng)度，徐徐變、疲疲勞以及及環(huán)境因因素對材材料性能能和壽命命的影響響。根據(jù)據(jù)現(xiàn)場試試驗(yàn)和實(shí)實(shí)驗(yàn)室試試驗(yàn)的結(jié)結(jié)果，運(yùn)運(yùn)用相關(guān)關(guān)的力學(xué)學(xué)理論，以以及概論論統(tǒng)計(jì)、模模糊數(shù)學(xué)學(xué)、灰色色理論、人人工智能能理論和和不確定定性分析析理論等等建立巖巖石、巖巖體和混混凝土等等材料的的本構(gòu)模模型也是是本方向向的重要要研究內(nèi)內(nèi)容。（六） 工工程動力力學(xué)與工工程爆破破研究沖擊和和

16、動荷載載對巖石石的作用用及其在在巖體和和地殼中中引起的的應(yīng)力、應(yīng)應(yīng)變、位位移、裂裂隙和破破壞等效效應(yīng)。在在工程上上主要研研究鑿巖巖、巖石石破碎、樁樁基工程程、地下下開挖工工程、巖巖爆、沖沖擊地壓壓、礦震震和地震震等與巖巖石動力力學(xué)與工工程有關(guān)關(guān)的實(shí)際際問題。研究炸藥與與爆炸的的基本理理論；現(xiàn)現(xiàn)代巖石石爆破理理論；地地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)面的力力學(xué)特征征與爆破破作用；工程爆爆破(一一般土巖巖爆破、大大爆破、拆拆除爆破破和特種種爆破)的設(shè)計(jì)計(jì)與施工工；爆破破的量測測技術(shù)和和爆破過過程的計(jì)計(jì)算機(jī)模模擬。3 (4) 就業(yè)業(yè)前景就業(yè)單位：主要到到各種工工程(如如機(jī)械、土土建、材材料、能能源、交交通、航航空、船船舶、

17、水水利、化化工等)中從事事與力學(xué)學(xué)有關(guān)的的科研、技技術(shù)開發(fā)發(fā)、工程程設(shè)計(jì)和和力學(xué)教教學(xué)工作作。去些些民辦的的事業(yè)、企企業(yè)單位位從事產(chǎn)產(chǎn)品的檢檢測或開開發(fā)，這這類企業(yè)業(yè)以機(jī)械械、建筑筑等重工工業(yè)行業(yè)業(yè)為主，畢畢業(yè)生可可在機(jī)械械、土木木、水利利工程類類企、事事業(yè)單位位從事設(shè)設(shè)計(jì)、計(jì)計(jì)算和強(qiáng)強(qiáng)度分析析等工作作，在研研制工程程應(yīng)用軟軟件的高高新技術(shù)術(shù)公司中中從事軟軟件設(shè)計(jì)計(jì)工作，在在科技、教教育部門門從事科科研、教教學(xué)工作作。也可可以繼續(xù)續(xù)攻讀力力學(xué)、機(jī)機(jī)械、土土木與經(jīng)經(jīng)濟(jì)管理理學(xué)科的的研究生生。工程程力學(xué)這這個專業(yè)業(yè) 最好好以后考考研究生生。 目前已已經(jīng)就業(yè)業(yè)的情況況，工程程力學(xué)專專業(yè)的畢畢業(yè)生的的

18、去向有有：1、學(xué)學(xué)校和科科研單位位，選擇擇研究所所的人占占了很大大一部分分比例。大大多數(shù)是是航空集集團(tuán)下屬屬的研究究所。這這種單位位的工資資水平不不是很高高，但是是也是比比較安穩(wěn)穩(wěn)的。工工作地點(diǎn)點(diǎn)主要在在沈陽、西西安、北北京、上上海。去去學(xué)校當(dāng)當(dāng)老師的的相對少少一些，主主要是由由于目前前碩士生生的擴(kuò)招招，學(xué)校校對老師師的學(xué)歷歷要求也也隨之提提高。22、繼續(xù)續(xù)讀博，這這也是很很多工程程力學(xué)碩碩士生的的選擇。而而且很大大一部分分選擇了了繼續(xù)在在武大讀讀博，除除了武大大的工程程力學(xué)實(shí)實(shí)力比較較雄厚原原因之外外，導(dǎo)師師因素和和本身對對碩士課課題比較較了解也也是一個個原因。由由于碩士士期間對對課題有有一

19、定的的理解，有有利于博士士期間展展開研究究。這一一部分人人將來博博士畢業(yè)業(yè)基本上上是去學(xué)學(xué)校當(dāng)老老師。33、國防防單位，很很大原因因是南航航在本科科的時候候招收了了國防生生，這些些國防生生讀完了了碩士就就去部隊(duì)隊(duì)工作了了。4、外外企，一一些人進(jìn)進(jìn)了外企企，比如如三星、愛愛默生、福福特等等等。這些些單位做做的工作作包括有有限元計(jì)計(jì)算，優(yōu)優(yōu)化，軟軟件開發(fā)發(fā)等等。這這種單位位待遇相相對好一一些，當(dāng)當(dāng)然勞動動強(qiáng)度也也高。55、其他他，除了了以上這這些去向向，還有有人選擇擇考公務(wù)務(wù)員，或或者到和和本科專專業(yè)相關(guān)關(guān)的單位位，比如如就有本本科專業(yè)業(yè)是土木木工程的的同學(xué)畢畢業(yè)后去去建筑設(shè)設(shè)計(jì)研究究院。 因此，工工程力學(xué)學(xué)的就業(yè)業(yè)面是比比較廣的的。但是是，如果果要找個個好工作作還是比比較難的的，這里里所謂的的“好”綜綜合了單單位、待待遇、工工作地點(diǎn)點(diǎn)等因素素。如果果除了有有比較扎扎實(shí)的力力學(xué)知識識，還有有別方面面的知識識，這樣樣在就業(yè)業(yè)的時候候就比較較有優(yōu)勢勢。比如如熟練某某種計(jì)算算機(jī)語言言、掌握握了某個個大型軟軟件、或或者會一一門其它它語言，甚甚至有一一些藝術(shù)術(shù)細(xì)胞（公公司希望望開發(fā)的的產(chǎn)品除除了功能能強(qiáng)大，界界面也要要比較出出色）。學(xué)學(xué)