材料力學發(fā)展簡史

材料力學發(fā)展簡史第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日但是，任何一門科學都不可能是個別人在短期內創(chuàng)造出來的,作為材料力學知識源泉的實踐活動其實由來已久。幾乎比伽里略早一個世紀，文藝復興時期的意大利美術大師，力學家，工程師達·芬奇（1452～1519）就應用虛位移原理的概念研究過起重機具上的滑輪和杠桿系統(tǒng)（圖1.5-4），并做過鐵絲的拉伸實驗。

第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日圖1達·芬奇的滑輪和杠桿系統(tǒng)第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

在我國，有關材料力學的生產實踐活動更是源遠流長。早在春秋戰(zhàn)國時代，人們已經知道怎樣建造大型的建筑工程和水利工程。雄偉壯觀的萬里長城，顯示了中華民族的智慧和魄力。馳名中外的都江堰至今仍造福于川西人民；萬里長城都江堰水利工程

第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日公元卅一年，即東漢建武七年，杜詩創(chuàng)作了水排，表明人們已經很清楚地知道如何用拉壓桿、彎曲梁、扭轉軸等構件才能創(chuàng)造出一個完整的工程結構。杜詩創(chuàng)作的水排

第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日公元600年前后，隋大業(yè)年間，出色的工匠李春利用石料耐壓不耐拉的特性，主持建造了跨長37.37米，拱圈矢高為7.23米的拱橋，跨越河北趙縣的洨河上，稱為安濟橋，俗稱趙州橋。在國際橋梁史上，它的設計與工藝之新為當時世界之冠。主拱上的小拱不僅便于排水，而且表明工匠李春對節(jié)省材料，減輕自身重量的效應已有清楚的認識。

趙州橋

第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日1056年用純木結構建造的山西應縣木塔第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

巧奪天工的梁柱結構——這是北京天壇的祈年殿和殿頂

北京天壇祈年殿和殿頂

第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日中國古代人民在建筑史上的輝煌成就，不但說明我們的祖先在建筑構造學方面有豐富的知識，而且有構件強度計算方面的大量經驗總結。“營造法式”撰寫于公元1103年，北宋崇武二年，是建筑學家李誡的名著，書中完整的總結了建筑設計、結構、用料和施工的“規(guī)范”。全書分五個部分，共36卷，357篇，3555條，文圖并茂，洋洋大觀。書中對構件尺寸做了十分詳細的規(guī)定，給出許多經驗公式，其中寫到“凡梁之大小各隨其廣分為三分，以二分為厚”。意思是房梁要從園木中截取高與寬之比為3比2的矩形最合理。這與材料力學分析的結論基本吻合。

第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日《營造法式》第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日17世紀后期到19世紀初，是這門學科發(fā)展的極盛時期，英國科學家虎克在1678年發(fā)表了他的重要物理定律，即人們熟悉的虎克定律。此圖所示為虎克實驗用裝置，虎克發(fā)現，桿或彈簧在拉力作用下，伸長DL與拉力P成正比。

胡克實驗用裝置第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日17世紀馬里沃特（Mariotte1620～1680）作了木材的拉伸實驗，并已開始研究梁的彎曲實驗。

馬里沃特的實驗第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日此后法國的科學家泊松；法國的力學家圣維南；以及法國的力學家工程師納維埃等等都對彎曲理論、扭轉理論、穩(wěn)定理論以及材料實驗作出卓越的貢獻，豐富、發(fā)展和完善了材料力學這門學科，他們對科學的獻身精神為后人所敬仰。這里特別提出瑞士的數學家、力學家歐拉，16歲取得碩士學位，他的一生對數學、剛體力學以及材料力學中的彈性線、穩(wěn)定理論等都有重大貢獻，是18世紀著述最多的科學家，晚年雙目失明，由助手筆錄完成了400多篇論文。第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日泊松圣維南納維埃歐拉第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日歐拉研究的彈性線十九世紀初的鑄鐵壓縮實驗第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日19世紀到20世紀以來，鐵路、橋梁的發(fā)展以及鋼鐵和其他新材料的出現，向力學工作者提出了更廣泛更深入的研究課題，使得力學的分工越來越細，出現了更多的以材料力學、結構力學、彈性力學和塑性力學為基礎的固體力學分支，例如計算力學，斷裂力學，疲勞，粘彈性力學，散體力學，復合材料力學，實驗固體力學等等。而這些學科的發(fā)展反過來促進了宇宙飛行，石油勘探，噴氣技術，大型水利工程等的一系列力學問題的解決。

第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日固體力學分支圖《中華人民共和國國家標準：學科分類與代碼》第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日與此同時，造就了一批知名的力學家。有英國力學家瑞利；德國的工程師、教授莫爾；俄國的儒拉夫斯基；瑞士的物理學家里茲以及美籍俄羅斯力學家、教授鐵木生柯等等。鐵木生柯的一生編著了《材料力學》、《結構力學》、《彈性穩(wěn)定理論》、《工程中的振動問題》和《材料力學發(fā)展史》等二十多種書籍，均可列為力學名著。第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日莫爾創(chuàng)造的莫爾圓第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日鐵木生柯教授的專著

第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日還有對流體力學和塑性殼體理論作出重大貢獻的近代力學奠基人卡門；我國著名的科學家和力學家錢學森；偉大的地質學家、地質力學的開創(chuàng)者李四光等等。

著名的科學家錢學森

偉大的地質