固体力学是力学中研究固体机械性质的学科,连续介质力学组成部分之一,主要研究固体介质在温度、形变和外力的作用下的表现,是连续介质力学的一个分支。一般包括材料力学、弹性力学、塑性力学等部分。固体力学广泛的应用张量来描述应力、应变和它们之间的关系。
在固体力学中,线性材料模型的应用是最为广泛的,但是很多材料是具有非线性特性的,随着新材料的应用和原有材料达到它们应用之极限,非线性模型的应用愈加广泛。
- 塑性——如果施加的应力小于实际的结果,材料便呈现塑性,不能回复到初始状态。也就是说屈服之后的形变是永久性的。
- 弹性——当应力被移除后,材料恢复到变形前的状态。线性弹性材料的形变与外加的载荷成正比,此关系可以用线性弹性方程,例如:胡克定律,表示出来。
- 黏弹性——材料不仅具有弹性,而且具有摩擦。当应力被移除后,一部分功被用于摩擦效应而被转化成热能,这一过程可用应力应变曲线表示。
Die Mechanik fester Körper ist ein grundlegendes Teilgebiet der klassischen Mechanik, der Kontinuumsmechanik und der Experimentalphysik. Sie befasst sich mit der Bewegung von Festkörpern unter dem Einfluss äußerer Kräfte. Zu unterscheiden sind:
- der Idealfall nicht verformbarer, gänzlich starrer Körper. Zur Untersuchung werden diese mathematisch aus Massepunkten zusammengesetzt; die untersuchten Bewegungen sind vor allem Translationsbewegungen und Rotationen.
- die realen, elastisch oder plastisch verformbaren Festkörper. Hier kommt die Analyse von Schwingungen, Durchbiegungen und Verformungen hinzu.
Die Mechanik fester Körper, als dessen Gegenstück die Mechanik der Fluide gelten kann, stellt die allgemeine Grundlage der Physik dar und bildet daher fast immer den Beginn physikalischer Studienbücher und Vorlesungsreihen.
Mechanik fester Körper ist dementsprechend auch der Titel mehrerer Lehrbücher, die seit Beginn des 20. Jahrhunderts publiziert wurden. Zu den bekanntesten Autoren zählen Heinz Parkus (TU Wien) und Siegfried Heitz (Universität Bonn).
Die meisten Lehrbücher gliedern das Fachgebiet in die Bereiche
- Statik (u. a. Bezugs- und Kraftsysteme, Massengeometrie, Gleichgewicht, stabförmige Festkörper, Fachwerke, Reibungsgesetze),[1]
- Festigkeitslehre (Zug- und Biegeversuche, Spannungsverteilung, Biegelinie, Torsion; Elastizitätstheorie, Plastizität, Rheologie, Härte, Dichte, Baumechanik[1] usw.),
- Kinematik und Dynamik (Winkel- bzw. Geschwindigkeitsvektor, Beschleunigung, Ruck, Momente usw., Kinetische Grundgleichung, Schwerpunkt- und Drallsatz, Keplersche und Fallgesetze, Eulersche Kreiseltheorie usw.; Gravitation, Arbeit, Leistung, Bewegungsenergie, Schwingungen, Stoßvorgänge).