概述
变形固体力学(MSC 74)研究弹性体与塑性体在载荷下的变形与失效。胡克于 1678 年提出应力与应变成正比的定律;19 世纪纳维、柯西与圣维南建立连续的应力张量理论与线性弹性方程,将平衡、几何相容与 constitutive 关系(本构关系)结合为一组偏微分方程。
核心问题包括:在给定边界条件下求解位移场与应力场(圣维南原理描述端部效应局部性);板壳理论的降维模型;以及超出弹性极限后的塑性(屈服准则如 Tresca、von Mises)、黏弹性、蠕变与断裂力学(Griffith 能量释放率、应力强度因子)。
该领域以变分法(最小势能原理)与偏微分方程为主要数学工具,与流体力学共享连续介质框架。它在土木工程、材料科学与生物力学中有广泛应用,有限元方法是其标准数值手段。
主要研究问题
- 应力-应变关系与弹性平衡方程如何建立?
- 板、壳与杆等结构的力学模型是什么?
- 塑性、蠕变与断裂怎样被数学描述?