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　　工程力學與環境科學的結合是研究有關物質宏觀運動規律，以及其應用的科學，下面是小編搜集整理的一篇探究工程力學理論在環境科學中應用的論文范文，供大家閱讀參考。

　　摘 要：工程力學是力學的一個分支，它主要涉及機械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各種工程與力學結合的領域。從工程上的應用來說，工程力學它包括：質點及剛體力學，固體力學，流體力學，結構力學，材料力學，土力學，巖體力學等。

　　關鍵詞：工程力學 環境科學 綜合應用

　　1 工程力學與環境科學的學科交叉理論

　　工程力學是20世紀50年代末出現的。首先提出這一名稱并對這個學科做了開創性工作的是中國學者錢學森。

　　在20世紀50年代，出現了一些極端條件下的工程技術問題，所涉及的溫度高達幾千度到幾百萬度，壓力達幾萬到幾百萬大氣壓，應變率達百萬分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質和材料的性質很難用實驗方法來直接測定。為了減少耗時費錢的實驗工作，需要用微觀分析的方法闡明介質和材料的性質;在一些力學問題中，出現了特征尺度與微觀結構的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結構分析入手處理宏觀問題;出現一些遠離平衡態的力學問題，必須從微觀分析出發，以求了解耗散過程的高階項;由于對新材料的需求以及大批新型材料的出現，要求尋找一種從微觀理論出發合成具有特殊性能材料的“配方”或預見新型材料力學性能的計算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學的建立。工程力學之所以出現，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預知介質和材料在極端條件下的性質及其隨狀態參量變化的規律;另一方面是近代科學的發展，特別是原子分子物理和統計力學的建立和發展，物質的微觀結構及其運動規律已經比較清楚，為從微觀狀態推算出宏觀特性提供了基礎和可能。

　　總的來說，工程力學具有現代工程與理論相結合的特點，有很大的知識面和靈活性，對國家現代化建設具有重大意義。

　　2工程力學理論在環境科學中的發展

　　2.1環境與力學的學科特點

　　工程力學雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關老學科的地方較多，但作為力學的一個新分支，確有一些獨具的特點。工程力學著重于分析問題的機理，并借助建立理論模型來解決具體問題。只有在進行機理分析而感到資料不夠時，才求助于新的實驗。

　　工程力學注重從微觀到宏觀，以往的技術科學和絕大多數的基礎科學，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學則建立在近代物理和近代化學成就之上，運用這些成就，建立起物質宏觀性質的微觀理論，這也是工程力學建立的主導思想和根本目的。

　　雖然工程力學引用了近代物理和近代化學的許多結果，但它并不完全是統計物理或者物理化學的一個分支，因為無論是近代物理還是近代化學，都不能完全解決工程技術里所提出的各種具體問題。工程力學所面臨的問題往往要比基礎學科里所提出的問題復雜得多，它不能單靠簡單的推演方法或者只借助于某一單一學科的成就，而必須盡可能結合實驗和運用多學科的成果。

　　2.2研究內容和方向

　　工程力學主要研究平衡現象，如氣體、液體、固體的狀態方程，各種熱力學平衡性質和化學平衡的研究等。對于這類問題，工程力學主要借助統計力學的方法。

　　工程力學的研究工作，目前主要集中三個方面：高溫氣體性質，研究氣體在高溫下的熱力學平衡性質(包括狀態方程)、輸運性質、輻射性質以及與各種動力學過程有關的弛豫現象;稠密流體性質，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學平衡性質(包括狀態方程)、輸運性質以及相變行為等;固體材料性質，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強度以及本構關系等。

　　工程力學研究方向主要有：非線性力學與工程、工程穩定性分析及控制技術、應力與變形測量理論和破壞檢測技術、數值分析方法與工程應用、工程材料物理力學性質、工程動力學與爆破。

　　3工程力學理論在環境科學中的應用

　　3.1材料力學與環境

　　材料力學在生活中的應用十分廣泛。大到機械中的各種機器，建筑中的各個結構，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強度、剛度、穩定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學就顯得尤為重要。

　　利用材料力學中卸載與在加載規律得出冷作硬化現象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發生困難，且易產生裂紋，這時應采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應。

　　3.2固體力學與環境

　　自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態物體和各種固體力學問題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學有關。現代工程中，無論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應堆以及日用家具，其結構設計都應用了固體力學的原理。

　　固體力學研究的內容既有彈性問題，又有塑性問題;既有線性問題，又有非線性問題。在固體力學的早期研究中，一般多假設物體是均勻連續介質，但近年來發展起來的復合材料力學和斷裂力學擴大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續體和含有裂紋的非連續體。

　　固體力學的研究對象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類。薄壁桿件是指長寬厚尺寸都不是同量級的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結構中都廣泛采用了薄壁桿件。

　　3.3流體力學與環境

　　流體力學中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎是牛頓運動定理和質量守恒定理，常常還要用到熱力學知識，有時還用到宏觀電動力學的基本定律、本構方程和高等數學、物理學、化學的基礎知識。

　　4結論

　　工程力學與環境科學的結合是研究有關物質宏觀運動規律，以及其應用的科學。工程給力學提出問題，力學的研究成果改進工程設計思想，兩者相輔相成，共同發展，成熟。工程力學在生活的方方面面都有著應用，且有非常強的實用性，所以我們非常有必要學好，運用好工程力學知識與實踐意義較強的學科的結合。

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