文档介绍：结构力学(Structural Mechanics) 是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。结构力学研究的内容包括结构的组成规则,结构在各种效应( 外力,温度效应,施工误差及支座变形等)作用下的响应,包括内力(轴力,剪力,弯矩,扭矩)的计算,位移(线位移,角位移)计算,以及结构在动力荷载作用下的动力响应(自振周期,振型)的计算等。结构力学通常有三种分析的方法:能量法, 力法,位移法,由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法,成为利用计算机进行结构计算的理论基础。工作任务研究在工程结构(所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。)在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律;分析不同形式和不同材料的工程结构,为工程设计提供分析方法和计算公式;确定工程结构承受和传递外力的能力;研究和发展新型工程结构。观察自然界中的天然结构,如植物的根、茎和叶,动物的骨骼,蛋类的外壳,可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关,而且和它们的造型有密切的关系,很多工程结构就是受到天然结构的启发而创制出来的。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度,还要做到用料省、,如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。人类在结构力学远古时代就开始制造各种器物,如弓箭、房屋、舟楫以及乐器等,这些都是简单的结构。随着社会的进步,人们对于结构设计的规律以及结构的强度和刚度逐渐有了认识,并且积累了经验,这表现在古代建筑的辉煌成就中,如埃及的金字塔, 中国的万里长城、赵州安济桥、北京故宫等等。尽管在这些结构中隐含有力学的知识,但并没有形成一门学科。就基本原理和方法而言,结构力学是与理论力学、材料力学同时发展起来的。所以结构力学在发展的初期是与理论力学和材料力学融合在一起的。到19世纪初, 由于工业的发展,人们开始设计各种大规模的工程结构,对于这些结构的设计, 要作较精确的分析和计算。因此,工程结构的分析理论和分析方法开始独立出来, 到19世纪中叶,结构力学开始成为一门独立的学科。 19世纪中期出现了许多结构力学的计算理论和方法。法国的纳维于1826 年提出了求解静不定结构问题的一般方法。从19世纪 30年代起,由于要在桥梁上通过火车,不仅需要考虑桥梁承受静载荷的问题,还必须考虑承受动载荷的问题,又由于桥梁跨度的增长。从1847 年开始的数十年间,学者们应用图解法、解析法等来研究静定桁架结构的受力分析,这奠定了桁架理论的基础。 1864 年,英国的麦克斯韦创立单位载荷法和位移互等定理,并用单位载荷法求出桁架的位移,由此学者们终于得到了解静不定问题的方法。基本理论建立后,在解决原有结构问题的同时,还不断发展新型结构及其相应的理论。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,并研究了可动载荷下的梁的动力学理论以及自由振动和受迫振动方面的问题。 20世纪初,航空工程的发展促进了对薄壁结构和加劲板壳的应力和变形分析, 以及对稳定性问题的研究。同时桥梁和建筑开始大量使用钢筋混凝土材料,这就要求科学家们对钢架结构进行系统的研究,在 1914 年德国的本迪克森创立了转角位移法,用以解决刚架和连续梁等问题。后来,在 20~30年代,