華北工學(xué)院力學(xué)學(xué)科的發(fā)展戰(zhàn)略.doc

力學(xué)學(xué)科的發(fā)展戰(zhàn)略一、本學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢作為我國七大基礎(chǔ)學(xué)科之一的力學(xué)具有很強的基礎(chǔ)性，又有廣泛的應(yīng)用性。力學(xué)的基礎(chǔ)研究，不斷深化和豐富人類對基本自然規(guī)律的認(rèn)識，不斷為其他學(xué)科的發(fā)展提供認(rèn)識工具。目前，力學(xué)正在突破經(jīng)典的力學(xué)概念和范疇，進(jìn)入一個新的發(fā)展階段，力學(xué)的物理內(nèi)容在深化，力學(xué)在與其他學(xué)科交緣處迅速發(fā)展。力學(xué)的發(fā)展總趨勢是：致力于力學(xué)界公認(rèn)的幾個基本現(xiàn)象和規(guī)律的研究，如湍流運動，固體介質(zhì)的本構(gòu)、實效理論，傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的改造，使之可以刻劃非均勻、多尺度、宏微細(xì)觀多層次。將繼續(xù)以應(yīng)用基礎(chǔ)研究為重點，同時大力發(fā)展應(yīng)用力學(xué)。力學(xué)學(xué)科通常有如下幾個分支：一般力學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)及交叉學(xué)科，其研究前沿為：（1）一般力學(xué) 非線性動力學(xué)：有限維系統(tǒng)的分岔與混沌，運動穩(wěn)定性：力學(xué)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、大系統(tǒng)、分布參數(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒穩(wěn)定性，多柔體系統(tǒng)動力學(xué)：剛體運動與柔體變形的耦合、柔體姿態(tài)穩(wěn)定性等，隨機振動，近代分析力學(xué)：“幾何動力學(xué)理論”等。（2）固體力學(xué) 以非線性力學(xué)為核心的力學(xué)與數(shù)學(xué)的結(jié)合，以宏微細(xì)觀力學(xué)為核心的力學(xué)與物理學(xué)的結(jié)合，巖土力學(xué)，實驗固體力學(xué)，計算固體力學(xué)流固耦合問題。（3）流體力學(xué) 湍流，流動穩(wěn)定性，混沌，水波動力學(xué)，渦動力學(xué)，復(fù)雜流場計算，多相流，非平衡流。（4）力學(xué)中的交叉學(xué)科 物理力學(xué)，電磁力學(xué)，爆炸力學(xué)，地球動力學(xué)生物力學(xué)，等等。作為力學(xué)的重要分支，固體力學(xué)兼具技術(shù)科學(xué)與基礎(chǔ)科學(xué)的雙重屬性。雖然固體力學(xué)經(jīng)過長期發(fā)展，在宏觀力學(xué)上取得了一系列成果，形成了固體力學(xué)的近代理論。盡管固體力學(xué)已呈現(xiàn)出一個高度發(fā)達(dá)學(xué)科的某些特征，但仍有一些基本問題尚未解決，如固體本構(gòu)理論在宏觀連續(xù)介質(zhì)層次上未能實現(xiàn)封閉，破壞的發(fā)生和傳播機制并不很清楚，疲勞行為的機制遠(yuǎn)未得到闡明，有生命的固體與無生命的固體在本構(gòu)響應(yīng)的不同也遠(yuǎn)不清楚，等等。上述問題僅僅是固體力學(xué)尚未解決問題的極小部分，其學(xué)科進(jìn)展是永無止境的。固體力學(xué)的發(fā)展趨勢及發(fā)展動態(tài)是：（1）固體力學(xué)應(yīng)用研究 工程技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢：固體力學(xué)與諸如土建、機械、航空航天等工程技術(shù)的緊密結(jié)合，固體力學(xué)的滲入和指導(dǎo)作用，材料科學(xué)與固體力學(xué)：強韌化原理，材料內(nèi)部缺陷的演變機制，微機電系統(tǒng)：薄膜力學(xué)，微電子元器件的封裝等，精細(xì)加工：微細(xì)觀力學(xué)的定量研究，能源工程：減災(zāi)力學(xué)，反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)，航空航天與交通工程：復(fù)合材料力學(xué)，耐撞性，老齡工程結(jié)構(gòu)的安全評估：漏后斷（LBB）準(zhǔn)則，巖石力學(xué)與工程應(yīng)用：流變學(xué)，分形、混沌，巖石固液耦合力學(xué)，土力學(xué)與工程英用：砂土力學(xué)行為。（2）固體力學(xué)學(xué)科研究 以非線性力學(xué)為核心的力學(xué)與數(shù)學(xué)的結(jié)合：引入非線性動力學(xué)的方法與概念，以宏微細(xì)觀力學(xué)為核心的力學(xué)與物理學(xué)的結(jié)合：將力學(xué)引入細(xì)微觀世界，使力學(xué)研究的層次和精確性上一個水平，巖土力學(xué)：流變、分形、混沌、滲流等，實驗固體力學(xué)：測試設(shè)備、測試技術(shù)，圖象處理等，計算固體力學(xué)：數(shù)值方法、計算力學(xué)軟件、非線性計算、計算結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，流固耦合問題：非線性、屈曲等。二、本學(xué)科現(xiàn)狀、地位及研究方向1、 本學(xué)科現(xiàn)狀及在國內(nèi)外同行業(yè)中的地位我院力學(xué)學(xué)科的發(fā)展經(jīng)歷了一個特殊的發(fā)展歷程。隨著力學(xué)師資力量的不斷擴充和學(xué)力層次的不斷提高，在彈塑性動力學(xué)、計算固體力學(xué)、實驗力學(xué)、多剛體（柔體）動力學(xué)以及工程中的振動問題等方面進(jìn)行了積極的探索和研究，并出現(xiàn)了一些理論和應(yīng)用成果，如充液結(jié)構(gòu)的屈曲分析、第二臨界速度新的判別準(zhǔn)則、高壓容器失效、粘彈性問題、熱傳導(dǎo)問題的邊界單元方法、高沖擊損傷實驗研究、慣性導(dǎo)航、減震器動態(tài)特性試驗研究及數(shù)學(xué)建模等等。上述研究工作在各學(xué)科分支研究中已處于靠前位置，有的研究工作（如充液結(jié)構(gòu)屈曲、粘彈性、高沖擊損傷等）已處于本學(xué)科研究工作的前沿位置。但我院力學(xué)學(xué)科的整體水平尚有較大差距，某些方面還處于初期研究階段，需要進(jìn)一步加強。2、 本學(xué)科擬從事的研究方向（1）沖擊動力學(xué)，（2）數(shù)值模擬與系統(tǒng)仿真，（3）沖擊波效應(yīng)，（4）柔體系統(tǒng)動力學(xué)，（5）高沖擊侵徹，（6）減震器疲勞實驗，（7）其它方向（沖擊實驗系統(tǒng)、力學(xué)反問題等）。三、“十一五”本學(xué)科擬上科研課題1、 充液結(jié)構(gòu)的動力屈曲、應(yīng)力波效應(yīng)及尺寸效應(yīng)：研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)充液和結(jié)構(gòu)撞水的動力屈曲問題（理論及實驗）、大能量高速沖擊的應(yīng)力波效應(yīng)，大尺寸及小尺寸的尺寸效應(yīng)等；研究成果將用于充液罐的撞擊防護(hù)、彈箭撞水失效、飛行器水上迫降、微型結(jié)構(gòu)傳感器等方面。現(xiàn)有研究基礎(chǔ)：充液圓柱殼沖擊屈曲理論和數(shù)值模擬。2、 冷熱壓力加工中的力學(xué)反問題研究：研究冷熱加工、成型過程中的彈塑性力學(xué)的反問題，結(jié)合優(yōu)化理論研究實際工程問題?，F(xiàn)有研究基礎(chǔ)：焊接過程理論及數(shù)值計算等。3、 混凝土靶高速沖擊侵徹過程的力學(xué)模型和計算機仿真：研究高速沖擊時的精確力學(xué)模型，對侵徹過程進(jìn)行有效計算機仿真；研究成果用于彈箭的侵徹效果分析。現(xiàn)有研究基礎(chǔ)：彈箭測試系統(tǒng)、高沖擊損傷實驗（電路板沖擊）。4、 高速沖擊過程中應(yīng)力波傳播對動態(tài)測試系統(tǒng)的影響：研究高速沖擊的應(yīng)力波對測試系統(tǒng)的影響，對測試信號影響進(jìn)行理論分析研究；研究成果用于動態(tài)測試系統(tǒng)的設(shè)計?，F(xiàn)有研究基礎(chǔ)：沖擊應(yīng)力波實驗、應(yīng)力波對動態(tài)測試系統(tǒng)的影響。5、 多柔體系統(tǒng)動力學(xué)的理論與應(yīng)用：研究多柔體系統(tǒng)（剛體、變形體混合系統(tǒng)）的動力學(xué)理論及實用數(shù)值分析程序；研究成果用于機器人、衛(wèi)星、各類飛行器的設(shè)計、控制等?，F(xiàn)有研