力學與工程概論

1本課程的教學內容大家所最關心的問題力學的發展簡史力學在各方面的應用21世紀力學發展趨勢教學計劃安排了那些力學課程期望2本專業畢業能干什么？

由于相關行業的發展與國民經濟和科學技術的發展同步，使得力學在其中多項技術的發展中起著重要的甚至是關鍵的作用。

力學專業的畢業生既可以從事力學教育與研究工作，

還可以從事數學、物理、化學、天文、地球或生命等基礎學科的教育與研究工作。

又可以從事與力學相關的機械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程專業的設計與研究工作，從這個意義上講，力學專業培養人才的對口是非常寬的，社會對力學人才的需求也是很多的。4本專業畢業能干什么？結論寬口徑前途無量6

1920年以前力學發展史中的100篇重要文獻

20世紀理論與應用力學的十大進展力學發展簡史7力學發展簡史

亞里斯多德(Aristotle)在公元前350年完成《論天》(Ontheheavens)中闡述了落體加速度與重量成正比的論斷。

阿基米德(Archimedes，287BC-212BC)在《論浮體》(Onfloatingbodies)中討論了流體重物體的平衡問題。在《論平面圖形的平衡》(Ontheequilibriumofplanes)中討論了杠桿原理與平面圖形物體的重心。摘引自武際可教授1920年前力學史中100篇重要文獻

也可參考他的

《力學史》一書8

托勒密(Ptolemy,100-170)在《大匯編》(Almagest)中建立了太陽系運行的托勒密體系。

希羅(HeroofAlexandria,約公元60)在《氣體力學》(Pneumatics)中涉及了真空、水與空氣的壓力、虹吸管、玩具和一種用正氣驅動的旋轉機械。在《力學》(Mechanics)中介紹了運動、平衡和簡單機械的知識。力學發展簡史9

開普勒(JohannesKepler,1571-1630)在《宇宙的和諧》(Harmonicemindi)中總結了行星運行的三大定律。1619

斯梯芬(SemonStevin,1548-1620)的《靜力學原理》(Staticaeelementis)是靜力學體系標志性著作。1586力學發展簡史

默森(MarinMersenne,1588-1648)在《宇宙的和諧》(Traitedel’HarmonieUniverselle)是最早關于聲音、音樂和樂器的著作。162711

鄧玉函(JoannesTerrens,1576-1630)王徵在《遠西奇器圖說》中最早介紹了西方力學知識。1627

伽利略(GalileoGalilei，1564-1642)在《關于托勒密與哥白尼兩大世界體系的對話》(Thesystemoftheworld:infourdialogueswhere-inthetwograndsystemesofPtolemyandCopernicus)中系統地論證了哥白尼系統，提出了慣性運動的概念。1632力學發展簡史《關于兩門新學科的對話》總結了材料強度、自由落體和拋物體的運動規律。163812

托里拆利(EvangelistaTorrielli，1608-1647)在《論重物的運動》(Demotugravium)中證明了孔口出流的速度與液高的平方根成比例(即托里拆利定理)，還指出位置最低時平衡得好，是平衡穩定性的最早提法。1644力學發展簡史

波義耳(Boyle,Hobert,1627-1691)在《關于空氣的彈性及其效果的物理力學新實驗》(Newexperimentsphysico-mechanicall,tou-chingthespringoftheairanditseffects)中以系統的實驗論證了氣體的彈性。166013

帕斯卡(BlaisePascal,1623-1662)在《論液體平衡和空氣的重量》(Traitesdel’equilibredesliqueursetdelapesenteurdelamassedel’air)中總結和提出帕斯卡原理，并總結了關于其壓的一系列實驗。1663力學發展簡史

馬略特(EdmeMariotte,1620-1684)在《論物體的撞擊與碰撞》(Tratitedelapercussionouchocqdescorps)中總結了前人碰撞問題的實驗，得到了動量守恒定律。167114在《論水和其他流體的運動》(Traitedumou-vementdeseauxetdesautrescorpsfluides)中研究了流體的阻力，得到流體阻力與速度的平方成比例的結論。1686力學發展簡史

惠更斯(ChristianHuygens,1629-1695)在《擺鐘論》(Horologiumoscillatorium)中討論了約束在圓上的質點運動規律，論證了擺的等時性，提出了等時擺的概念。1673

胡克(RobertHooke,1635-1703)在《論彈簧》(Lecturesofsprings)中研究了物體的彈性。167815力學發展簡史

雅克布.伯努利(JacobBernoulli,1654-1705)在《等周問題實解》(Solutionpropriaproblematisiso-perimetrici)中建立了變分問題，總結了最速落體問題。1700

《彈性梁彎曲的假設與證明》(Veritablehypothesedelarisstancedessolidesaveclademonstra-tiondelacourburedescorpsquifontresort)中建立了兩地彎曲理論。1705

丹尼爾.伯努利(DanilBernoulli,1700-1782)在《流體動力學》(Hydrodynamica)中總結了流體壓強與速度的關系，被稱為伯努利定律。173817

歐拉(LeounardEuler,1707-1783)在《力學》(Mecha-nics)中匯集了他對質點和質點系力學系統的研究成果。1736

在《剛體運動理論》(Theoriamotuscorporumsolidorum)中提出剛體運動的一般方程并解決了一種可積情形。1765力學發展簡史

達朗貝爾(JeanleRondd’Alembert,1717-1783)在《論動力學》(Traitededynamique)中提出和總結了達朗貝爾原理和虛功原理。1743

《流體的阻力》(Essaid’unenouvelletheoriedelaresistancedesfluides)中理想流體中沒有阻力的矛盾。175218

莫培督(PierredeMaupertuis,1698-1759)在《宇宙論》(Essaidecosmologie)中最早陳述了。最小作用原理。1750

玻素(CharlesBossut,1730-1814)在《流體阻力的新實驗》(NouvellesExperiencessurlaresista-ncedesfluides)中總結了船體阻力的實驗規律，開辟了船池實驗新領域。1777力學發展簡史

拉格朗日(J.L.Lagrange,1736-1813)在《分析力學》(Mecaniqueanalytique)是分析力學的奠基性文章。178819

庫侖(CharlesAugustinCoulomb,1736-1806)在《論簡單機械》(Theroriedesmachinessimp-les)中最早給出了摩擦力所遵從的規律。1781

班鎖(LouisPoinsot,1777-1859)在《靜力學原理》(Elementsdestatique)中引進了力偶的概念、系統討論了力系的簡化，提出剛體平衡的條件。1803力學發展簡史

托馬斯.楊(ThomasYoung,1773-1829)在《自然哲學講義》(Acourseoflecturesonnaturalphilosophyandthemechanicalarts)中提出了楊氏模量，最早提出能量概的念。180720

拉普拉斯(PierreSimmonLaplace,1749-1827)在《天體力學》(Mecaniqueceleste)中系統發展了圍繞天體力學的一套數學方法，如勢論、攝動法等等。1798-1825

凱利(GeorgeCayley,1773-1858)在《論空中航行》(OnAerialNavigation)中開辟了從空氣動力學來探討飛行的道路。1809-1810力學發展簡史

泊松(S.D.Poisson,1781-1840)在《力學教程》(Traitedemacanique)是影響深遠的一套理論力學教材。181121在《彈性體的平衡與運動》(Memeoriresurl’equi-libreetlemouvmentdescorpselasti-ques)中最早提出彈性體變形的泊松系數。1829

納維(C.L.M.H.Navier,1785-1836)在《論彈性體的平衡與運動》(Surlesloisdel’equilibreetdumouvementdescorpssolideselastiques)中最早提出彈性體運動的一般方程。1821

在《流體的運動法則》(Memoiresurlesdumou-vementdesfluides)中最早提出黏性流體的運動方程。1823力學發展簡史22

卡諾(SadiCarnot,1796-1832)在《論火的故事》(Reflexionssurlapuissancemortisedufeu)是熱力學第二定律研究的開始。1824

柯西(AugustinlouisCauchy,1789-1857)在《彈性或非彈性固體的運動方程》(Surlesequationsquiexperimentinterieurd’uncoe-pssolide,elastiqueounonelastique)中總結了從1822年以后所做的研究成果，建立了彈性力學平衡與運動的普遍方程。1828力學發展簡史24

格里奧利(GustaveGaspardCoriolis,1792-1843)在《力學應用于機械》(Coursdemecani-queap-pliqueeauxmachines)中對旋轉系統提出了一種由相對速度誘導的加速度，即科氏加速度，由他產生科氏力。1835力學發展簡史

格林(GeorgeGreen,1793-1841)在《論在晶體介質中光的傳播》(OnthePropagationofLightinCrystalizedMedia)中論證了各向異性彈性介質的彈性常數最多有21個。183925

雅科比(CarlGuastavJacobJacobi,1804-1851)在《動力學講義》(Vorlesungenuberdunamik)中包含了將Hamilton方程變換到一階偏微分方程的變換，即Hamilton-Jacobi方程。1842-1843的講義力學發展簡史

羅素(JohnScottRussell,1808-1882)在《關于波浪的報告》(ReportonWaves)中首次提出運河在開閉閘門時形成的淺水波可以不變形的傳播很遠，引入了孤立波這一科學家廣泛感興趣的名詞。1844

斯托克斯(GeorgeGabrielStokes,1819-1903)在《流體運動的內摩擦與彈性固體的運動與平衡》(Onthetheoriesoftheinternalfrictionoffluidinmotion,andoftheequilibriumandmotion)中與納維不同的方法到出了黏性流體運動方程，被稱為N-S方程。184527

湯姆森(SirWilliamThomson又名LordKelvin,1824-1907)在《關于彈性體平衡方程積分的注記》(Noteontheintegrationoftheequationofanelasticsoild)中給出了各向同性無限彈性介質在集中力作用下的解，被稱為基本解或開爾文解。1848力學發展簡史

基爾荷夫或克希荷夫(GustavRobertKirch-hoff.1824-1887)在《彈性板的平衡與運動》(Uberdasglei-chewichtunddiebewegungeinerelastischenscheibe)中提出了直法線假設下的彈性薄板問題與邊界條件的準確提法。185028

蘭金(WilliamMacquornJohnRankine,1820-1872)在《應用力學手冊》(AManualofAppliedMechanics)中總結了固體強度方面的實驗及理論結果，提出以拉伸應力作為判據的強度理論，最早把能量與勢能區分開來。1858力學發展簡史

克萊博什(RudolfFriedrichAlfredCleb-sch,1833-1872)在《彈性體理論》(TheoriederElastizitatFesterKorper)，后經圣維南翻譯注釋使原書擴大了三倍，書中討論了桿的振動問題，其中初始參數法被稱為克萊博什方法，后來發展成傳遞矩陣法。186330

克勞休斯(RudolfJuliusEmmanuelClausius,1822-1888)《熱的機械理論基本方程的若干方便形式》(UberVerschiedenefurdieAnwendungWarmetheorir)中提出了熵的概念，總結出熱力學第一和第二定律。1865德文，1867英文

波爾茲曼(LudwigBoltzmann,1844-1906)在《氣體分子熱力學的新研究》(WeitereStudienuberdasWarmegleichgewichtunterGasmole-kulen)中從經典力學的觀點解釋熱力學第二定律，開辟了解決不同層次物理現象之間關系的新途徑。1872力學發展簡史32

傅科(Jean-Bertrand-LeonFoucault,1819-1868)在《傅科科學論文集》(RecueildesTra-vauxScientiquesdeLeonFoucault)包含了傅科擺與陀螺儀、光速測量的重要論文。1878整理

卡斯提也諾(CarloAlbertoCastigliano,1847-1884)在《論彈性系統》(Intornoaisis-temielastici)中包含了廣泛用于結構分析的卡斯提也諾變分原理。1873力學發展簡史

蘭姆(HoraceLamb,1849-1934)在《流體動力學》(Hydro-dynamics)是一本流體力學的百科全書。187933

科瓦列夫斯卡婭(Ko,1850-1891)在《剛體繞固定點旋轉的一個問題》(Surleproblemedelarotationcorpssolideautourd’unpointfixe)中解決了剛體繞定點運動的一種情況。1888力學發展簡史

瑞利(LordRayleigh,1842-1919)在《聲的理論》(TheoryofSound)中總結了彈性體振動的成果，發展了計算固有頻率的方法。1877第一版，1894第二版

雷諾(OsborneReynolds,1842-1912)在《平行渠道阻力的實驗研究情況》(Anexperimentalinvestigationofthecircumstanceswhichdeterminewhetherthemotionofwatershallbedirectorsinuous,andofthelawofresistanceinparallelchannels)中提出雷諾數，標志湍流研究的開始。188334

馬赫(ErnstMach,1838-1916)在《力學史評》(DieMe-chanikinLhrerEntwicklungHistorisch-Kriti-schDargestellt)中對經典力學的絕對時空進行了認真的批評，被愛因斯坦稱為廣義相對論的先驅。1883,生前出版6版

在《通過空氣投影的照相》(PhotographischeFixierungderdurchProjektileinderLufteingeleitenVorgange)中給出了通過紋影照相的到的超音速流動的相片和研究結果，是最早對超音速流動的研究。1887力學發展簡史35

赫茲(HeinrichRudolfHertz,1857-1894)在《關于彈性體的接觸》(Uberdieberuhrungfesterelastischekorper)中提出并解決了兩個彈性體接觸的變形與應力分布問題，被稱為赫茲接觸問題。1882力學發展簡史

布西內斯克(ValentinJosephBoussinesq,1842-1929)在《應用勢論研究彈性體的平衡與運動》(Applicationdespo-tentielsal’etudedel’equilibreetdumouvementsdessoildeselas-tiques)是繼圣維南《柱體扭轉》后彈性力學方面最重要的文獻，用勢論解決了半平面受集中力的問題、半無限桿的振動問題等。188536

開爾文(SirWilliamThomson又名Lord

Kelvin,1824-1907)和臺特(PetterGuthrieTait,1831-1901)在《自然哲學教程》(Treatiseonnaturalphilosophy)中總結了從牛頓到當時的力學成果，對能量守恒給予了關注。1888力學發展簡史

阿貝爾(PaulAppell,1855-1930)在《理論力學教程》(Traitedemecaniquerationnelle)共5卷1920年前(1893,1896,1903)出版三卷，前3卷中介紹了質點的靜、動力學；分析力學；連續體力學。是一套影響很大的力學教材。37

樂甫(AugustusEdwardHoughLove,1863-1940)在《彈性的數學理論教程》(ATreatiseonMathematicalTheoryofElasticity)中總結了彈性力學的成就，發展了薄殼理論。1882-1883分兩卷

在《地球動力學的若干問題》(SomeProblemsofGeodynamics)中總結了從彈性力學來研究地球的一系列成果，成為地球物理研究的基礎。1911力學發展簡史

龐加萊(HenrlPoincare,1854-1912)在《天體力學的新方法》(LesMethodesNouvellesdelaMecaniqueCeleste)中含有他發展的周期解問題、定性方法，還包含動力系統混沌的早期思想。1892,1893,1899分三卷出版38

李亞普諾夫(,1857-1918)在《運動的一般穩定性》(俄文發表)中給出了運動穩定性的嚴格定義，并給出了兩種判別穩定性的方法。

科爾泰沃赫(DiederikJohannesKorteweg,1848-1941)和德弗里斯(deVries,1866-1934)在《論長波形狀的變化》(Onthechangeofformoflongwavesadva-ncinginarectangularcanalandonanewtypeoflongstationarywave)中提出了一種非線性波動方程，被稱為科爾沃赫-德弗里斯方程。1895力學發展簡史39

貝納爾(HenriBenard,1880-1939)在《加熱薄層液體持續對流的漩渦胞》(Lestourbillonscellulairesdansunenappeliquidetranspor-tantdelachaleurparconvectionenregimeperma-nent)中總結了由實驗發現的底部加熱薄層流體對流產生的漩渦胞，被稱為貝納爾胞。1901力學發展簡史

恰普霍金(,1869-1942)在《論氣體射流》(俄文)，中發展了亞音速氣體射流流動理論。190240

齊奧爾科夫斯基(,1857-1935)在《利用噴氣工具研究宇宙空間》(俄文)中開始了火箭理論與變質量力學的研究。1903

普朗特(LudwingPrandtl,1875-1953)在《關于非常小摩擦下的流動》(UberFlussigkeit-sbewegungbeisehrkleinerReibung)開創了黏性流體的邊界層理論。1904力學發展簡史

巴金漢(EdgarBuckingham,1867-1940)在《論物理上的相似系統》(OnphysicallySimilarSystems:Illus-trationsoftheUseofDimensionalAnalysis)中給出了定律，奠定了量綱分析與模型相似率的理論基礎。191441

愛因斯坦(AlbertEinstein,1879-1955)《論運動物體的電動力學》(Zurelektrodynamikbewegter)中提出了狹義相對論。1905

在《廣義相對論基礎》(Diegrundlagederall-gemeinenrelativitatstheorie)是完整闡述廣義相對論的最早論文。1916

儒可夫斯基(,1847-1921)在《關于附屬的漩渦》(俄文)中建立了二維機翼的升力理論。1906力學發展簡史42

科恩(A.Korn)在《關于彈性理論與轉軸彎曲的不等式》(Ubereinigeungleichungenwelcheindertheoriederelastoschenundelektrischenschwingungeneinerollespoelen)中給出了彈性力學能量正定性的不等式。1909

索維菲(ArnoldSommerfeld,1868-1951)在《對流動轉變為湍流的解釋》(Einbeitragzurhydrodynamichenerklaungderturbulentflus-sigkeit-sbewegungen)是對層流穩定性的較早研究，得到了非自共軛的Orr-Sommerfeld偏微分方程。1909力學發展簡史43

卡拉索夫(,1867-1936)在《復變函數在平面彈性的數學理論中的應用》(俄文)中開創了平面彈性力學問題的復變函數解法。1909力學發展簡史

馮.卡門(TheodorevonKarman,1881-1963)在《機械制造中的強度問題》(FestigkeitsproblemeinMaschinenbau)給出了較早的薄板大撓度方程。1910

在《關于流體中動體的力學實驗》(德文)中首次證明了在流動中圓柱體后的尾渦以交替排列時是穩定的，被后人把這種尾渦稱為卡門渦街。191244

馮.米賽斯(RichardvonMises,1883-1953)在《塑性變形固體的力學》(Mechanikderfes-tenkorperinplastischdeformablen)中提出固體在一定應力狀態下的一種屈服條件，被稱為米賽斯條件。1913力學發展簡史

伽遼金(,1871-1945)在《在某些桿與板平衡問題中的級數》(俄文)中提出一種直接離散的近似方法，被稱為伽遼金(Galerkin)方法。191545

諾特(EmmyNoether,1882-1935)在《變分問題的不變量》(InvarianteVariationsprob-leme)中給出了兩個關于動力系統的不變量定理，對20世紀力學和物理的發展產生了深刻的影響。1918力學發展簡史

格里菲斯(AlanArnoldGriffith,1893-1963)在《固體的流動與斷裂現象》(ThephenomenaofRuptureandFlowinSolids)是斷裂力學的最早文獻。192046從上述簡單介紹中可以看到以下結論：力學發展簡史16世紀以前力學發展較慢；中國雖然有很多水利、橋梁、土木等等的偉大工程，卻沒有發表過力學方面的文獻；一輩子能為后人留下有用的寶貴知識并不容易。<<<力學與數學關系緊密、力學的發展與工程的需要密不可分；47力學發展簡史序號名稱得票數1有限單元法3842斷裂力學3433生物力學的創立3374穩定性、分岔和混沌理論3375邊界層理論3236塑性力學和位錯理論3127湍流統計理論2598奇異攝動理論2229力學的公理化體系19910克服聲障、熱障的力學理論196《力學進展》2001年7月3日

經從事力學與力學相關學科的研究人員投票，從收回的409張票中評選出“20世紀理論和應用力學十大進展”如下48力學發展簡史有限單元法：有限元法是20世紀60年代發展起來的對連續體力學和物理問題的一種數值求解方法，對待解問題通過有限元素的劃分，將無限自由度轉化成有限自由度并最終歸結為代數方程組的求解。有限元法發展非常迅速，隨著計算機技術的發展和大量商用軟件的開發，它已成為涉及力學的科學研究和工程技術所不可或缺的工具，已達到可部分代替實驗。我國許多學者也對有限元法的發展作出過巨大貢獻，較突出得有馮康、張佑啟、唐立民、龍馭球等等。>>49力學發展簡史斷裂力學：1921年Griffith提出能量釋放率理論，認為脆性材料低應力斷裂是因為微小裂紋失穩擴展造成。指出一旦含裂紋物體的能量釋放率等于表面能,就將導致低應力脆斷。1948年Irwin,Orowan,Mott各自獨立地提出修正的Gri-ffith理論，指出將裂紋尖端塑性功計入耗散能，就可將該理論應用于金屬材料。1956年Irwin提出應力強度因子和斷裂韌性觀念，奠定了線彈性斷裂力學理論基礎。1962年Dugdale提出窄帶屈服區模型，Paris提出疲勞裂紋擴展公式，開辟了疲勞壽命預測研究領域。50力學發展簡史斷裂力學：1968年Rice建立了J積分原理，Hutchinson,Rice和Rosengren獨立地提出了彈塑性材料裂紋尖端HRR奇異場，為彈塑性斷裂力學奠定了理論基礎。斷裂力學是20世紀固體力學的重大成就之一，是工程材料與構件強度估算和壽命預測的理論基礎。在它的指導下，“損傷容限設計”成為航空航天結構設計的重要原理，“缺陷評定規范”和“先泄漏原理”已用于壓力容器和管道的結構設計。斷裂力學還必將激發細觀和微觀斷裂理論的發展。>>51力學發展簡史生物力學的創立：生物力學創立于20世紀60年代，研究不同層次生命體結構-功能的定量關系。30余年的發展推動了相關領域：例如定量解剖學、定量形態學、系統生理學、血管生理學等的形成。將推動生命科學的進步，將賦予力學以新的生命。>>1969年馮元楨(Y.C.Fung)關于肺微循環的研究，提出了生物力學方法學原則，是生物力學作為獨立學科的標志。1983年提出的馮元楨假設(應力-生長關系)則是生物力學活的靈魂。52力學發展簡史穩定、分岔和混沌理論：穩定、分岔和混沌在20世紀都有長足的進展，李亞普諾夫方法在力學中有了廣泛地應用。40年代，美籍華人林家翹建立了流動穩定性理論，vonKarman、錢學森、Koiter等開展了板殼等結構的穩定性研究，為連續介質力學的穩定性分析奠定了基礎。60年代Thom、Zeeman和Arnold創立了動力系統的分岔理論，成為研究動力系統失穩后行為的基礎。分岔是非線性動力學的一個重要內容，它建立了對力學穩定性的全面認識，提供了力學穩定性理論和應用的解析和數值的方法。53力學發展簡史穩定、分岔和混沌理論：混沌是指非線性確定性系統中對初值敏感而出現的貌似隨機的運動。60年代以后，非保守和保守系統中混沌理論及應用研究有了很大發展，認識到混沌往往在參數空間一系列分岔之后出現。混沌理論揭示了牛頓力學中確定性和隨機性之間的辯證關系，反映了自然現象的復雜性。>>1963年Lorenz在氣象預報研究中引出的一類非保守系統力發現了混沌現象。1954～1962間，Kolmogorov、Arnold、Moser從數學上證明的KAM理論，解釋了保守力學系統里出現的混沌現象。54力學發展簡史邊界層理論：1904年普朗特根據實驗觀察提出，大雷諾數(小黏性）流體運動邊界層的概念，層內黏性流體運動方程可以簡化為邊界層方程，層外可以用理想無黏性流體來處理，從而解決了平板邊界層問題。他還研究了逆壓梯度下邊界層的分離，一旦分離，邊界層便會形成包住尾渦的渦面，改變流動的拓撲結構。普朗特的邊界層理論不僅解決了小黏性流體黏性如何處理問題，還給出了計算物體在流體中運動時阻力的近似方法，極大地促進了航空、航天工業的發展，它還是匹配漸進展開法的原型和物理基礎。>>55力學發展簡史塑性力學和位錯理論：1951年Drucker提出了德魯克公設，認為對一類穩定材料，附加應力在應力循環上所做的功總是非負的。從而導出：屈服面光滑點處屈服面必是凸的；塑性應變增量方向必與屈服面外法線方向一致。1954年他進一步任何材料如果不滿足這個公設，就將是不穩定的。這個公設為塑性力學奠定了基礎。1961年以留申在應變空間提出如下公設：材料微元在任意應變閉循環中，應力所做的功總是非負的。該公設既適用于穩定材料，也適用于非穩定材料。由該公設可推出正交性法則。56力學發展簡史塑性力學和位錯理論：1923年Taylor提出晶體變形滑移機制，1934年Oro-wan,Polanyi,Taylor各自獨立提出了刃型位錯新概念，解釋了金屬屈服應力遠低于理論強度的物理機制。這些理論預測，被50年代的實驗所驗證。1953年建立了Schmid定律，指出作用于滑移系的分解剪應力達臨界滑移值時，滑移系就會開動。1954年Kro-ner提出位錯連續統塑性理論，將位錯密度張量與變性非協調聯系起來。1955年Kondo,Bilby等建立了位錯連續統一般理論，將非黎曼幾何與變性非協調聯系起來。60-70年代Hill,Mandel發展和完善了晶體和多晶體塑性理論。57力學發展簡史塑性力學和位錯理論：塑性力學是20世紀固體力學重大成就之一，是金屬材料與構件強度估算和塑性成型理論的基礎。位錯理論是20世紀固體物理重大成就之一，為晶體微觀力學奠定了基礎。>>58力學發展簡史湍流統計理論：自從雷諾實驗發現湍流并建立雷諾方程后，如何描述脈動量的無規則性，是20世紀力學、物理、數學家面臨的重要課題。1921年G.I.Taylor首先提出脈動速度關聯函數的概念,在30年代和vonKaman等一起開創了湍流統計理論。1938年Taylor進一步提出了湍流能譜的研究設想。1941年科爾莫哥洛夫首先提出脈動速度結構函數的概念，導出了均勻各向同性湍流的相似性理論，得到了具有普適意義的慣性區-5/3次能譜冪次標度律，1962年他又再次修正開創了湍流結構函數普適標度律研究的先河,是20世紀湍流研究最重大的成果之一。59力學發展簡史湍流統計理論：如何求解不封閉的雷諾方程是湍流研究又一難題。20世紀40年代初，周培源首先提出同時求解平均速度和脈動速度的動力學方程組，給出了具有奠基性的雷諾應力所滿足的方程。50年代他又提出先求解、后平均的旋渦結構湍流統計理論，為現代湍流模式理論奠定了基礎。50年代初Rotta和Davidov進一步闡明了湍流模式理論的研究方向。70年代后，隨著計算機技術的發展，湍流模式理論得到了迅速發展。湍流模式理論是湍流統計理論和實際工程應用之間的橋梁。>>60力學發展簡史奇異攝動理論：該理論指的是：獲得在時間或空間域上一致有效攝動解的理論和方法。19世紀在研究水波、天體運動時解決了奇異攝動的個例。20世紀發現在邊界層理論、升力線理論、圓錐體超音速繞流、圓板彎曲、非線性振動等等問題中都存在攝動解。根據奇異性產生的原因，發展了處理邊界層效應的匹配漸近展開法和處理出現長期項的PLK(Poincare-Ligh-thill-Kuo)法。前蘇聯學派獨樹一幟，發展了基于平均設想的奇異攝動理論。61力學發展簡史奇異攝動理論：60年代后人們用多尺度觀點來認識奇異攝動問題，提出了多重尺度法，形成了奇異攝動的系統理論。中國或華裔科學家郭永懷、錢偉長、林家翹、丁汝等在該領域有較大貢獻。美國斯坦福大學M.VanDyke將攝動級數延拓，應用于眾多流動問題，是理論和計算結合的范例。迄今，奇異攝動理論仍是力學、聲學、大氣、海洋和工程中解決弱非線性問題的有效理論方法。>>62力學發展簡史力學的公理化體系：力學的公理化是德國數學家Hilbert(1900)年提出的，即實現D’lambert(1743)的設想：“力學必須象幾何學那樣，建立在顯然正確的公理上，且其結論要有嚴格的數學證明”。20世紀50年代，一些杰出的力學數學家開始了公理化體系研究。具有里程碑性的工作有：J.G.Oldroyd(1950)提出本構關系必須具有確定不變性的原理；W.Noll(1958)提出“確定性公理、局部作用公理和客觀性公理”，都是構造本構理論的基礎，確定了力學公理化結構的雛形；63力學發展簡史力學的公理化體系：Trusedell和Noll(1965)的名著“力學的非線性場論”，總結了關于力學公理化體系的主要研究成果，使連續介質的基礎理論進入嶄新時代；A.C.Eringen(1975)的專著“連續統物理，Vol.1~4”明確提出“因果公理、確定性公理、等存在公理、客觀性公理、……相容性公理”等八條公理是構造簡單物質本構理論的基礎，隨后添加了坐標不變性和對因次(單位)系統不變性公理，并逐一闡明每個公理的內涵。Eringen的工作成為工程理論學派的理論基石，奠定了現代連續介質力學體系的基礎。為20世紀整個力學的發展作出了卓越的重大貢獻。>>64力學發展簡史克服聲障、熱障的力學理論：聲障一詞出現于20世紀40年代，二戰中戰斗機平飛速度已達聲速一半，俯沖時可達聲速0.7倍。這時飛機阻力隨馬赫數微小上升急劇增大，飛機會突然受到很大的“低頭”力矩并產生劇烈抖振，導致當時人們認為聲速是不可逾越的，也即存在聲障。隨著空氣動力學的研究深入，搞清了產生聲障現象的原因，通過使用小展弦比、后掠的薄翼和大推動力發動機，成功地實現了超聲速飛行，使聲障成為了歷史名詞。65力學發展簡史克服聲障、熱障的力學理論：熱障是指飛行器高超聲速飛行時其表面產生高溫，特別是在飛船、航天飛機返回大氣層時高溫達10000K，不加防護飛行器必將燒毀。聲障和熱障的克服都是力學研究的成果，是各國科學家共同努力的結果。>>通過空氣動力學的深入研究，用碳酚醛高硅氧、碳石英等高分子材料做飛行器表面層，利用燒蝕法、發汗冷卻法等克服了飛行器返回大氣層的高溫問題，實現了人類航天的夢想。66力學在土木工程中的應用力學在機械工程中的應用力學在水利工程中的應用力學在航空航天工程中的應用力學在船舶海洋工程中的應用力學在新材料研制中的應用力學在化學工業中的應用力學在生物醫學中的應用力學的工程應用(錄像)67固體力學方面：21世紀力學發展趨勢經典的連續介質力學的模型和體系可能被突破，它們可能將包括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀和微觀因素，以及它們的演化，從而使復合材料的強化、韌化和功能化立足于科學的認識之上。

固體力學將融匯力-熱-電-磁等效應，機械力與熱、電、磁等效應的轉換和控制，從而解決微機械、微工藝、微控制等方面急需解決的問題。固體力學中非線性動力學、非平衡統計和熱力學的概念和方法將大大豐富起來。20世紀末，力學進展曾組織專家發表過

“21世紀初力學發展趨勢”一文，現摘引如下6821世紀力學發展趨勢固體力學方面：隨著計算機的飛速發展，分子動力學等微觀模擬方法、復雜結構的仿真分析將更大規模更迅速地在固體力學和工程設計中得到應用和發展。固體力學的上述發展，必將推動科學和工程技術的巨大進步。>>6921世紀力學發展趨勢流體力學方面：船舶向更大、更快方向發展，新型船舶(如既能貼近水面航行、也可升空飛行或降在水面上的大型沖翼艇)研制等，均亟需解決表面邊界非線性，波浪的隨機性水表層為湍流，以及流體和船舶運動的相互作用等問題。為改善收集全球氣象數據的廣度和精度，急需解決風浪相互作用機制。此外，亟需開辟傳統波浪理論未涉及的有旋流對波浪影響這一新領域。7021世紀力學發展趨勢流體力學方面：為了盡可能多地開采地下油氣，需要深入研究滲流機理并定量化。它的研究還有助于了解各種新陳代謝的宏觀機制。化工流程的設計，很大程度上歸結為流體運動的計算問題。由于流動的復雜性，針對若干典型化工設備進行深入的研究，將為化工設計和生物技術產業化等提供新方法和基礎。而復雜流場計算需要各種計算方法和理論，必須發展新的計算機軟硬件，這就必須在計算流體力學上投入更大的力量。>>7121世紀力學發展趨勢一般力學方面：隨著技術的發展，諸如機器人、人造衛星和高速列車等等領域的發展，亟需解決多體系統的運動和控制、大尺度柔性部件和液體的運動穩定性、車輛與軌道作一個高度復雜非線性系統等的建模，求解理論和方法等的研究分析。一般力學近來已經進入生物體運動的研究，例如研究人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學問題。其研究結果可提供生物進化論方向的理性認識，也可為提高某些機構、機械的性能提供指導。>>7221世紀力學發展趨勢力學與其他學科的交叉：所為學科的交叉可分三類：1)學科內部不同分支交叉，例如流體彈性力學；2)兩不同學科間的交叉，例如物理力學；3)兼有前兩者的特點，例如爆炸力學、物理化