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August 05 分叉固体力学旨在认识与固体受力、变形、流动、断裂有关的全部自然现象,并利用这些知识来改善人类生存条件、实现人类目标。由于固体物质是人类赖以生存、繁衍、生活和生产的物质基础,合理地利用固体物质来设计各种工具和结构并保证其高效、安全地运行,是保障生命安全、促进文明进程、提高竞争力的必要手段,因而,固体力学是人类科学技术史上最先发展的少数学科之一,在人类文明进化过程中占有十分重要的地位。固体力学取得的辉煌成就不但造就了近代土木建筑工业、机械制造工业和航空航天工业的进步和繁荣,而且为广泛的自然科学提供了范例或理论基础。在现代社会中,大到桥梁、航天飞机、大型喷气式客机、核动力结构,小到计算机芯片、生物组织以及近年来高速发展的微/纳米机械等,都需要进行固体的力学行为研究。“哥伦比亚”号航天飞机的失事再一次昭示了固体力学研究在保障当代和未来复杂材料和结构的安全性以及提高国家竞争力方面的重要性。
进入21世纪以来,人类面临许多复杂的力学问题需要解决。固体力学将具有如下发展趋势:研究对象具有跨尺度和复杂性特征;研究手段将突破传统模式的桎梏,以跨学科、交叉性和系统性为特色;研究成果对科学技术发展的推动作用和对人类生活质量的提高将达到前所未有的水平。事实上,与人类的生活和生产最密切相关的客观世界中出现的难题,恰恰是近代固体力学的前沿所在。例如,虽然固体力学已经在材料的强度和韧性方面取得了大量研究成果,使结构材料的发展奠立在新的基础之上,但是固体强度问题还没有根本解决。强度问题的困惑,使得人类还生活在受到象泰坦尼克号海难、彗星式客机和哥伦比亚号航天飞机解体那样的由于材料破坏导致的悲惨事故的威胁中。 现有的固体变形和强度理论未能很好地将原子、分子结构、细观结构、试样和实际关注的对象有效地关联起来。因此,固体力学正在发展其基本理论以研究力与热、电、磁、声、光、化学及生命领域的相互作用,实现从原子、分子的微观结构到纳米结构、细观显微结构,直至宏观结构的多尺度关联理论框架的建立。 。。。。。。
固体力学在陆地和海洋石油勘探采集和输运、核电技术、风能技术、高坝技术和高功率水力发电技术、大型工程结构的选址等重大工程中也发挥着愈来愈重要的作用。人类向海洋和地球深处、邻近空间和外太空的探索将不断地为固体力学研究带来新的研究课题,例如各种极端环境下材料和结构的力学行为和安全性评估等。世界科技和经济竞争的加剧、资源的减少和对生活质量的更高追求迫使我们必须开发先进的工业制造工业,以提高效率,节省材料和能源,从而提高国家竞争力。高新技术材料和具有各种特征尺度的人工结构正在大量涌现,集传感功能和驱动功能为一体的智能材料和结构正进入各个领域。这些新兴的科技领域蕴含着许多与传统领域不同的力学问题。 新型材料与结构的多场耦合力学,包括力-电-磁-热耦合场基础理论与体系、破坏理论、智能结构性能等是固体力学领域充满生机的研究方向。今天的计算力学已经成为力学家通向工程的必由之路, 成为关乎一个国家竞争力的关键科学和技术。 固体力学研究对象的跨尺度和复杂性需要发展新的方法在非常大的时间和空间尺度范围内高效快速地模拟复杂的物理现象。计算力学的发展,特别是大型计算力学软件的开发,需要创造性的研究工作,既是一项高难度的科学研究,也是一项大规模的工程。力学理论、算法软件和虚拟技术的结合,将发展成效能更大的计算机辅助工程。这样,人们不但可以优化设计、优化加工,还可以在整个工程建造之前,预测、优化工程的服役表现和效能。这将不但会极大地促进计算力学的飞跃发展,更会使一批产业发生质的变化,并成为未来工程界提高竞争力的一个主要技术源泉。
力学在揭示各尺度下的生物功能中起到关键的作用。 力学家们开始利用生物学和生物技术来设计材料与器件,这将极大地冲击整个工程界、生物界和医学界。力学家们将从生物学中借鉴和学习知识来设计材料,需要研究生物材料的微结构,发展分层次多尺度设计新材料的方法,使设计出的新材料能够具有生物系统的优越性能。 综上所述,随着科学技术的发展,现代固体力学研究对象的复杂性越来越突出,由此带来了一系列处于科学前沿的新问题和新领域。从另一个角度来看,对本世纪重要的科技领域中新问题的研究也将成为固体力学发展的一个重大机遇。 面临分叉的时候,是选择从自己本来比较熟悉的地方突破,还是不顾一切的跳进一个全新的领域?
这真是一个兴奋而头痛的问题。
没法逃避,又不甘心草草地做出决定,我是否还是有些输不起?
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