固體力學(xué)研究前沿與趨勢(shì)

1、固體力學(xué)研究前沿與趨勢(shì),,劉 波,北京航空航天大學(xué)固體力學(xué)所,全球頂尖大學(xué)聯(lián)盟QQ群活動(dòng) 2015年6月27日,力學(xué)及固體力學(xué)概況固體力學(xué)研究前沿與趨勢(shì)年輕學(xué)者發(fā)展建議,提 綱,,劉波,力學(xué)及固體力學(xué)概況,liubo68@buaa.edu.cn,2,近代科學(xué)的興起及第二次革命都起始于力學(xué)：,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,3,力學(xué)既是基礎(chǔ)學(xué)科，又屬于技術(shù)科學(xué),牛頓（1643－1727）,愛(ài)因斯坦（187

2、9－1955）,力學(xué)植根于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)產(chǎn)業(yè)門(mén)類：,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,4,力學(xué)既是基礎(chǔ)學(xué)科，又屬于技術(shù)科學(xué),哪里有技術(shù)難題，幾乎哪里就有力學(xué)難題,力學(xué)之前途無(wú)量——?dú)v史名人,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,牛頓,拉格朗日,哈密頓,愛(ài)因斯坦,錢(qián)學(xué)森,周培源,錢(qián)偉長(zhǎng),郭永懷,下一個(gè)？,5,固體力學(xué)旨在認(rèn)識(shí)與固體受力、變形、流動(dòng)、斷裂有關(guān)的全部自然現(xiàn)象，并包括利用這些知識(shí)來(lái)改善人類生存條件、實(shí)現(xiàn)人

3、類目標(biāo)的全部努力。,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,6,固體力學(xué)的定義,與整個(gè)力學(xué)學(xué)科一樣，固體力學(xué)兼具技術(shù)科學(xué)與基礎(chǔ)科學(xué)的屬性，既為工程設(shè)計(jì)和發(fā)展生產(chǎn)力服務(wù)，也為發(fā)展自然科學(xué)服務(wù)。,按自然科學(xué)基金委的劃分，力學(xué)是一級(jí)學(xué)科，固體力學(xué)是二級(jí)學(xué)科，其下有17個(gè)分支學(xué)科：（1）彈性力學(xué)與塑性力學(xué)； （2）疲勞與斷裂力學(xué)；（3）損傷、破壞機(jī)理和微結(jié)構(gòu)演化； （4）本構(gòu)關(guān)系；（5）復(fù)合材料力學(xué)；（6）新型材料的力學(xué)問(wèn)題；（

4、7）極端條件下的材料和結(jié)構(gòu)；（8）微機(jī)電系統(tǒng)中的固體力學(xué)問(wèn)題；（9）巖體力學(xué)和土力學(xué)；（10）沖擊動(dòng)力學(xué)；（11）結(jié)構(gòu)力學(xué)；（12）結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲；（13）結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可靠性分析；（14）制造工藝力學(xué)；（15）實(shí)驗(yàn)固體力學(xué)；（16）計(jì)算固體力學(xué)；（17）流固耦合作用。,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,7,固體力學(xué)學(xué)科分類,固體力學(xué)歷經(jīng)數(shù)百年的發(fā)展，已對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用，成為很多工程學(xué)科的重要基石。

5、,力學(xué)及固體力學(xué)概況固體力學(xué)研究前沿與趨勢(shì)年輕學(xué)者發(fā)展建議,提 綱,,劉波,liubo68@buaa.edu.cn,8,固體力學(xué)的發(fā)展一直緊密地結(jié)合國(guó)家重大需求，服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，固體力學(xué)的發(fā)展出現(xiàn)以下熱點(diǎn)領(lǐng)域：（1）固體力學(xué)與其它學(xué)科交叉；（2）多尺度力學(xué)與微納米力學(xué)；（3）生命物質(zhì)的力學(xué)行為及其優(yōu)化；（4）復(fù)雜力學(xué)現(xiàn)象的科學(xué)計(jì)算。,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,9,固體力學(xué)研究

6、前沿與趨勢(shì),歷史的發(fā)展表明，固體力學(xué)是一個(gè)生命力強(qiáng)、新學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)不斷出現(xiàn)的力學(xué)學(xué)科分支。,固體力學(xué)的發(fā)展更多地與物理學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)等密切結(jié)合，產(chǎn)生了一些新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)，例如，力-電-磁-熱-聲-光等多場(chǎng)耦合問(wèn)題，極端環(huán)境下的材料和結(jié)構(gòu)力學(xué)問(wèn)題，等等,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,10,（1）固體力學(xué)與其它學(xué)科交叉,多尺度力學(xué)和微納米力學(xué)是當(dāng)前力學(xué)發(fā)展的一個(gè)主流，隨著尺寸的減小，材料表現(xiàn)出大量異于宏觀情形的獨(dú)特性質(zhì)，

7、也給力學(xué)研究帶來(lái)了許多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,11,（2）多尺度力學(xué)與微納米力學(xué),生物力學(xué)與仿生力學(xué)在力學(xué)學(xué)科中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。生物材料和軟材料力學(xué)也是當(dāng)前力學(xué)學(xué)科的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。,,liubo68@buaa.edu.cn,劉波,12,（3）生命物質(zhì)的力學(xué)行為及其優(yōu)化,前面幾個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域的科學(xué)問(wèn)題往往具有多場(chǎng)耦合、跨時(shí)間與空間尺度、強(qiáng)非線性、高度不確定性等特征，給計(jì)算固體力學(xué)研究提出了挑戰(zhàn)。,,

8、liubo68@buaa.edu.cn,劉波,13,（4）復(fù)雜力學(xué)現(xiàn)象的科學(xué)計(jì)算,力學(xué)及固體力學(xué)概況固體力學(xué)研究前沿與趨勢(shì)年輕學(xué)者發(fā)展建議,提 綱,,劉波,liubo68@buaa.edu.cn,14,固體力學(xué)青年學(xué)者必須結(jié)合自己的特長(zhǎng)逐步融入具有創(chuàng)新性的前沿基礎(chǔ)研究，要加強(qiáng)與其它學(xué)科的交叉與融合，形成固體力學(xué)新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)，進(jìn)一步豐富固體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容與方法。在當(dāng)今大科學(xué)時(shí)代，必須開(kāi)展合作研究。在固體力學(xué)界內(nèi)部，從事計(jì)算