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(shì)作為我國七大基礎(chǔ)學(xué)科之一的力學(xué)具有很強(qiáng)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(duì)基本自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)，不斷為其他學(xué)科的發(fā)展提供認(rèn)識(shí)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(gè)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(shì)是：致力于力學(xué)界公認(rèn)的幾個(gè)基本現(xiàn)象和規(guī)律的研究，如湍流運(yùn)動(dòng)，固體介質(zhì)的本構(gòu)、實(shí)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(diǎn)，同時(shí)大力發(fā)展應(yīng)用力學(xué)。力學(xué)學(xué)科通常有如下幾個(gè)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(dòng)力學(xué)：有限維系統(tǒng)的分岔與混沌，運(yùn)動(dòng)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(dòng)力學(xué)：剛體運(yùn)動(dòng)與柔體變形的耦合、柔體姿態(tài)穩(wěn)定性等，隨機(jī)振動(dòng)，近代分析力學(xué)：“幾何動(dòng)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(shí)驗(yàn)固體力學(xué)，計(jì)算固體力學(xué)流固耦合問題。（3）流體力學(xué) 湍流，流動(dòng)穩(wěn)定性，混沌，水波動(dòng)力學(xué)，渦動(dòng)力學(xué)，復(fù)雜流場(chǎng)計(jì)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(dòng)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(gè)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(shí)現(xiàn)封閉，破壞的發(fā)生和傳播機(jī)制并不很清楚，疲勞行為的機(jī)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(shì)及發(fā)展動(dòng)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(shì)：固體力學(xué)與諸如土建、機(jī)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(qiáng)韌化原理，材料內(nèi)部缺陷的演變機(jī)制，微機(jī)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(píng)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(dòng)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(gè)水平，巖土力學(xué)：流變、分形、混沌、滲流等，實(shí)驗(yàn)固體力學(xué)：測(cè)試設(shè)備、測(cè)試技術(shù)，圖象處理等，計(jì)算固體力學(xué)：數(shù)值方法、計(jì)算力學(xué)軟件、非線性計(jì)算、計(jì)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(gè)特殊的發(fā)展歷程。隨著力學(xué)師資力量的不斷擴(kuò)充和學(xué)力層次的不斷提高，在彈塑性動(dòng)力學(xué)、計(jì)算固體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)、多剛體（柔體）動(dòng)力學(xué)以及工程中的振動(dòng)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(shí)驗(yàn)研究、慣性導(dǎo)航、減震器動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)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(qiáng)。2、 本學(xué)科擬從事的研究方向（1）沖擊動(dòng)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(dòng)力學(xué)，（5）高沖擊侵徹，（6）減震器疲勞實(shí)驗(yàn)，（7）其它方向（沖擊實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)力屈曲問題（理論及實(shí)驗(yàn)）、大能量高速?zèng)_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(shí)際工程問題?，F(xiàn)有研究基礎(chǔ)：焊接過程理論及數(shù)值計(jì)算等。3、 混凝土靶高速?zèng)_擊侵徹過程的力學(xué)模型和計(jì)算機(jī)仿真：研究高速?zèng)_擊時(shí)的精確力學(xué)模型，對(duì)侵徹過程進(jìn)行有效計(jì)算機(jī)仿真；研究成果用于彈箭的侵徹效果分析?，F(xiàn)有研究基礎(chǔ)：彈箭測(cè)試系統(tǒng)、高沖擊損傷實(shí)驗(yàn)（電路板沖擊）。4、 高速?zèng)_擊過程中應(yīng)力波傳播對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的影響：研究高速?zèng)_擊的應(yīng)力波對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的影響，對(duì)測(cè)試信號(hào)影響進(jìn)行理論分析研究；研究成果用于動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有研究基礎(chǔ)：沖擊應(yīng)力波實(shí)驗(yàn)、應(yīng)力波對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的影響。5、 多柔體系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)力學(xué)理論及實(shí)用數(shù)值分析程序；研究成果用于機(jī)器人、衛(wèi)星、各類飛行器的設(shè)計(jì)、控制等?，F(xiàn)有研