材料強度學的研究目的（1）

  材料強度學是固體力學的一個很有特色的分支學科，也是一門力學與材料科學、固體物理學等的交叉學科。它是一門研究材料變形、微觀組織結構演化、失效破壞等力學行為的機理及相應材料特性的本質性描述方法的學問；通過實驗儀器如持粘性測試儀，初粘性測試儀、拉力試驗機等測試材料的各種性能是否達標，通過對變形及失效破壞機理的研究，建立具有普遍意義的破壞準則，并尋找出材料強度特性與微觀組織結構之間的內在關系。相比較而言，一般的固體力學分支學科都是在連續介質假定的基礎上展開的，往往只著重于應力或應變等評價參數的分析方法及其理論基礎，而把材料特性以及失效或評價準則作為已知或可由實驗得到的經驗公式來處理，其理論體系并不涉及材料破壞機理或強度特性的成因等問題。材料強度則更注重于材料強度特性的成因，著重于變形、失效破壞等力學行為的機理，從材料內部組織結構及其演化來考察宏觀材料力學行為的之所以然。因此，材料強學的一端是以連續介質為基礎的宏觀力學行為或特性，而另一端則是連續介質概念不能適用的現實材料內部微觀結構。簡單地說，材料強度學就是要找出這兩端之間的客觀內在關系。由于受多尺度力學發展水平的限制，應該說目前這種或說明還只是定性的和經驗性的，但這種基于微觀機理所得到的關于材料力學行為的認識卻是本質性和一般性的，因此，人們把材料強度學歸類為具有工學特征的科學。

    構件在什么樣的條件下發生破壞或者不能滿足原設計的使用要求，是工程實際中首先必須回答的問題，也是人們進行各種固體力學分析的目的。我們將構件發生破壞或者不能滿足原設計要求的情況，稱為構件的失效。在具體的工程結構中，構件的形式可以是千變萬化的，其失效形式也可以有多種。如果對各種構件分別進行具體的分析研究，來尋求其失效條件或準則，顯然是做不勝做，難以具有共性的。因此我們要尋求的是，具有共性亦即可以普遍適用的判別失效或安全程度的方法。構件的失效可以分為因構件的整體性能不足和構件內局部材料的性能不足引起的兩種。除受力狀態外，前者（如失穩）不僅受材料特性本身的影響，而且還與構件的幾何形狀及約束條件等有關，其強度行為常稱為構件的幾何強度特性，后者則只與材料本身有關，其強度行為稱為材料強度特性。材料強度學研究的主要對象是后者，即認為：構件失效是其材料的受力或變形狀態，達到材料本身的固有能力（對應于一個臨界狀態）所造成的，這一臨界狀態時的應力或應變就對應于材料的強度特性。材料的強度特性決定于它的失效機理及相關的內部微觀組織結構，在不同的工況下可以有不同的表現形式，但在同一種失效機理下則體現為一種固有的特性（即不同表達形式的強度值之間必然有某種內在的）。順便指出，由于材料的受力或變形狀態是利用連續介質力學的方法來描述的，因此，材料的變形及強度特性是用建立在連續介質假定上的宏觀參數，而不是用材料微觀結構層次上的量來表示的。