结构力学讨论题总结，结构力学介绍与分析

今天主要跟大家谈谈一些关于结构力学介绍与分析，和结构力学讨论题总结对应的一些知识点，希望能帮助到大家。

结构力学是固体力学的一个领域，主要研究工程结构中的应力和力传递规律以及结构优化方法，是土木工程、机械工程专业学生的必修科目。结构力学研究的内容包括结构在各种作用下的响应，如结构规则、内力计算、位移计算以及结构在动荷载作用下的动力响应计算等。结构力学一般有能量法、力法、位移法三种分析方法，其中矩阵位移法由位移法衍生而来，后来发展为有限元法，成为结构计算的理论基础。电脑。

中文名字

结构力学

外国名

结构力学

主题

土木工程、机械

场地

动力学

研究内容

工程结构中的力传递规则

结构力学导论

结构力学是一门古老且快速发展的学科。众多新型工程材料和新型工程结构的出现，为结构力学提供了新的研究内容，也提出了新的要求。计算机的进步为结构力学提供了强大的计算工具。同时，结构力学也对数学等学科的发展起到了推动作用。有限元法作为一种数学方法的出现和发展与结构力学的研究密切相关。在固体力学领域，材料力学提供了结构力学所必需的基础知识，弹性力学和塑性力学构成了结构力学的理论基础。此外，结构力学和流体力学相结合，形成了角点主题——结构流体弹性。

从力学角度评价结构的质量主要依据其强度和刚度。工程结构设计必须保证结构具有足够的强度和刚度。如果强度不足，则结构容易损坏，如果刚性不足，则结构容易起皱、振动或变形。波纹损坏会导致结构变形和损坏，振动会缩短结构的寿命。控制系统的效率。

如果你观察自然界的自然结构，如植物的根、茎、叶、动物的骨头、蛋壳等，你会发现它们的强度和刚度不仅与材料密切相关，而且与形式密切相关。许多工程结构的灵感都来自于自然结构。人们在结构力学研究的基础上不断创造新的结构形式。加强结构称为加强板壳，夹层结构称为夹层板壳等，两者都是强度和刚度比较高的结构。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要保证节省材料和减轻重量。减重在某些项目中尤为重要，例如，减轻飞机的重量可以使飞机航程更远、爬升率更快、速度更高、能耗更低。

工作

研究工程结构在外荷载作用下的应力、变形和位移规律，运用力学的基本理论和新视角对各种形状和材料的工程结构进行分析，发展为工程设计提供分析方法和计算公式。并做出工程决策。承受和传递结构外力、研究和开发新型工程结构的能力。

历史简介

自古以来，人类就开始制造弓箭、房屋、船舶、乐器等各种器物，但这些都是简单的结构。随着社会的发展，人们对结构设计的规律和结构的刚度、刚度逐渐认识和积累经验，这体现在埃及金字塔、大金字塔等古代建筑的耀眼成就上。中国的城墙、朝卷机桥、北京故宫等，这些结构都隐含着力学知识，但它们并不形成一门学科。

从基本原理和方法来看，结构力学与理论力学、材料力学同时发展。因此，结构力学在发展初期是与理论力学、材料力学相结合的。19世纪初期，随着工业的发展，各种大型工程结构开始设计，需要更精确的分析和计算。相应地，工程结构的分析理论和方法开始独立起来，19世纪中叶，结构力学也开始成为一门独立的学科。

19世纪中叶，出现了许多结构力学的计算理论和方法。法国海军于1826年提出了解决超静定结构题的通用方法。1830年代以后，由于火车需要通过桥梁，不仅要考虑桥梁的静荷载，还要考虑动荷载，并且由于桥梁跨度的增加。

1847年以来的几十年里，学者们应用图解方法、解析方法等研究静定桁架结构的受力分析，为桁架理论奠定了基础。1864年，英国的麦克斯韦发明了单位荷载法和位移等式定理，并利用单位荷载法计算了桁架的位移，最终为学者们提供了解决常定义题的途径。

基础理论建立后，在解决原有结构题的同时，不断发展出新的结构和相应的理论。从19世纪末到20世纪初，学者们对船舶结构进行了大量的力学研究，研究了活动载荷下梁的动力学理论以及与自由振动和受迫振动相关的题。

20世纪初航空工程的进步促进了稳定性题的研究以及薄壁结构和加强板壳的应力和应变分析。与此同时，钢筋混凝土材料开始在桥梁和建筑中大量使用，科学家们需要对钢结构进行系统的研究，1914年，德国的本迪克森分别进行了研究，以解决刚性结构和连续结构等题，发明了钢结构。位移法。光束。随后，在20世纪20年代和1930年代，针对复杂的静力不精确杆结构提出了几种简单的计算方法，一般设计者都可以掌握和使用。

20世纪20年代，人们提出了蜂窝夹层结构的想法。基于结构“极限状态”的概念，学者们衍生出了弹性地基上梁、板、框架设计与计算的新理论。针对结构承受各种动力荷载，特别是地震作用下的力学题，也开展了大量的实验和理论研究工作。随着结构力学的发展，疲劳题、断裂题、复合材料结构题等进入了结构力学的研究领域。

20世纪中叶，电子计算机和有限元方法的出现，使大型结构的复杂计算成为可能，将结构力学的研究和应用水平提高到了一个新的水平。[一]

纪律制度

一般来说，结构力学根据研究的性质和目的可分为结构静力学、结构动力学、结构稳定性理论、结构失效、疲劳理论、杆件结构理论、薄壁结构理论和综合结构理论等。

结构静力学

结构静力学是结构力学的第一个分支，主要研究静载荷作用下工程结构的弹塑性变形和受力状态以及结构优化题。静载荷是不随时间变化的外部载荷，缓慢变化的载荷也可以粗略地认为是静载荷。结构静力学是结构力学其他领域的基础。

结构力学

结构力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的一个子领域。动态载荷是随时间变化的载荷。当施加动态载荷时，结构内的应力、应变和位移也必须是时间的函数。由于涉及时间因素，结构动力学的研究通常比结构静力学复杂得多。

结构稳定性理论

结构稳定性理论是研究工程结构稳定性的领域。细棒、薄层、薄壳等薄壁结构在现代工程中得到广泛应用。当施加压力时，当内应力小于屈服极限时，就会出现不稳定、起皱或屈曲。这意味着结构发生过度变形，降低甚至完全丧失其承载能力。大变形还会影响结构设计的其他要求，例如飞机的空气动力学性能。结构稳定性理论最重要的方面是确定结构失稳的临界载荷。

结构失效和疲劳理论

结构失效与疲劳理论是研究工程结构内部裂纹不可避免存在的学科，裂纹在外荷载作用下扩展，造成破坏性损坏，甚至在小振幅交变荷载作用下，裂纹扩展而引起疲劳。造成损坏。尽管我们对断裂和疲劳的研究历史较短且不完整，但断裂和疲劳理论正在迅速发展。

在结构力学中对各种工程结构的理论和实验研究中，根据研究对象形成了一些研究领域，主要包括杆件结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论三大类。整个结构由一体化原材料通过机械铣削或化学蚀刻制成，特别适合特定的边界条件题，因此常被用作变厚度结构。随着科学技术的不断发展，20世纪中叶出现了许多新型结构，如夹层结构、复合材料结构等。

研究方法

结构力学的研究方法主要有工程结构利用分析、实验研究、理论分析和计算三种。在结构设计和研究中，这三个方面往往交替进行，相辅相成。

使用分析是一种简单可靠的研究方法，对结构在使用过程中发生的情况进行分析、比较和总结。分析的使用在评估和改进结构方面发挥着重要作用。新设计的结构还必须通过使用来测试性能。

实验研究可以为结构识别提供重要依据，也是检验和发展结构力学理论和计算方法的主要手段。实验研究分为三类模型实验将实际结构或其一部分简化为模型，然后根据设计要求或研究要求进行力实验。真实结构构件实验由两个任务组成。模型验证实验中使用的简化模型的可靠性验证了理论设计计算的准确性；实际结构实验例如飞机地面损伤实验、飞行实验、汽车行驶实验等结构静力实验。

结构力学实验需要消耗大量的人力、物力、财力，而且特别是在结构设计的早期阶段，往往依赖于结构构件的理论分析和计算，因此只能进行有限度的实验。

理论计算主要包括两个方面

计算机模型工程结构的类型多种多样，其连接方法也不同。而且，实际结构中存在局部强化和弱化的情况。因此，为了将实际结构简化为理想的典型结构，即计算模型后进行理论计算，理论计算中必须采用一些假设。如果简化合理，数学方法选择得当，计算就会变得更加容易，结果也会更接近实际。计算模型的选择与所使用的计算方法和计算工具有关。使用经典方法和分析数学，计算模型不应变得太复杂，而使用有限元方法和电子计算机则允许计算模型包含更多元素。目前，计算模型的选择尚无统一的方法，大多数方法都是通过经验或类似结构的比较分析确定，并通过实验进行验证和改进。

计算方法计算模型确定后，必须进行结构和结构构件的基本设计计算。换句话说，就是利用各种力学方法找出结构内部的应力应变状态以及结构的损伤极限载荷。检验实际结构是否满足工程设计要求的结构。最基本的结构计算方法包括位移法和力法。位移法适合编写通用程序，自大型电子计算机出现以来得到了迅速发展，而力法也因可以直接计算内力且误差较小而得到发展。[2][3][4][5]

能量法

结构力学的能量原理以应力、应变或变形、位移、材料性质和能量的形式表达外部影响或内外力作用之间的关系。由于能量是标量，这些关系为固体力学中变形体的控制方程提供了一种方便且替代的方法。它还可用于获得相当复杂系统的近似解，从而绕过了解偏微分方程组的艰巨任务。[6]

一、结构力学基本原理？

一般来说，结构力学根据研究的性质和目的可分为结构静力学、结构动力学、结构稳定性理论、结构失效、疲劳理论、杆件结构理论、薄壁结构理论和综合结构理论等。

结构静力学

结构静力学是结构力学的第一个分支，主要研究静载荷作用下工程结构的弹塑性变形和受力状态以及结构优化题。静载荷是不随时间变化的外部载荷，缓慢变化的载荷也可以粗略地认为是静载荷。结构静力学是结构力学其他领域的基础。

结构力学

结构力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的一个子领域。动态载荷是随时间变化的载荷。当施加动态载荷时，结构内的应力、应变和位移也必须是时间的函数。由于涉及时间因素，结构动力学的研究通常比结构静力学复杂得多。

结构稳定性理论

结构稳定性理论是研究工程结构稳定性的领域。细棒、薄层、薄壳等薄壁结构在现代工程中得到广泛应用。当施加压力时，当内应力小于屈服极限时，就会出现起皱或屈曲等不稳定性。这意味着结构发生过度变形，从而降低或完全丧失其承载能力。大变形还会影响结构设计的其他要求，例如飞机的空气动力学性能。结构稳定性理论最重要的方面是确定结构失稳的临界载荷。

结构失效和疲劳理论

结构失效与疲劳理论是研究工程结构内部裂纹不可避免存在的学科，裂纹在外荷载作用下扩展，造成破坏性损坏，甚至在小振幅交变荷载作用下，裂纹扩展而引起疲劳。造成损坏。尽管我们对断裂和疲劳的研究历史较短且不完整，但断裂和疲劳理论正在迅速发展。

在结构力学中对各种工程结构的理论和实验研究中，根据研究对象形成了一些研究领域，主要包括杆件结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论三大类。整个结构由一体化原材料通过机械铣削或化学蚀刻制成，特别适合特定的边界条件题，因此常被用作变厚度结构。随着科学技术的不断发展，20世纪中叶出现了许多新型结构，如夹层结构、复合材料结构等。

研究方法

结构力学的研究方法主要有工程结构利用分析、实验研究、理论分析和计算三种。在结构设计和研究中，这三个方面往往交替进行，相辅相成。

使用分析是一种简单可靠的研究方法，对结构在使用过程中发生的情况进行分析、比较和总结。分析的使用在评估和改进结构方面发挥着重要作用。新设计的结构还必须通过使用来测试性能。

实验研究可以为结构识别、测试和发展结构强度提供重要依据。