热结构力学

广泛用于动力机械、高速飞行器、核反应堆结构及石油化工机械设备的设计、计算和安全分析中。

结构受热作用时，各部分因温度变化而胀缩，结构因受约束或为保持其各部分变形的协调而产生热应力或温度应力；另外，材料的力学参量也会随温度变化，影响温度应力的量值。由热应力引起的结构破坏，即热强度问题。由不均匀热作用引起的胀缩还会使结构产生不允许的变形，这就是热刚度问题。薄壁结构因受热而产生的压应力会引起热屈曲，导致结构变形并丧失承载能力。（见热弹性力学)

结构中的热应力在短时内产生剧烈变化的现象称为热冲击。热冲击会使结构内出现应力波而导致结构破坏。另外，由于结构内存在很高的温度梯度，例如当淬火及突然冷却时，导致结构表面剧烈收缩并产生巨大的拉应力，使脆性材料的结构产生裂纹。在热冲击下，结构物还会产生热振动。温度对结构的刚度、阻尼有很大影响，也会影响振动的频率和振幅。在研究非线性振动时，常需考虑热应变的影响。

温度的交替变化可引起结构内部热应力的交替变化；如果结构已承受恒定的或交变的载荷，则热应力和载荷应力的叠加，会加速结构的疲劳，降低结构的寿命。如果温度或载荷交替变化的幅度较大，则可导致塑性变形。由于交变温度与载荷引起的正反方向的塑性变形，会使结构产生低周热疲劳破坏。

对于韧性较好的材料和结构，热应力可导致结构产生不可逆的塑性变形，即热塑性问题。在热作用下，含裂纹型缺陷的结构引起的断裂是高温下工作的构件安全分析的重要问题。近年来，热断裂力学得到了发展。损伤力学应用于在温度作用下的塑性损伤和蠕变损伤，是近年来热结构力学的一个重要进展。它使得在高温下工作的结构构件的承载能力与蠕变寿命的持久强度问题，得到较好的解决。已对热和变形的耦合问题、热弹性波、非均匀多层介质的热应力和热粘弹(塑)性问题进行了研究，使热结构力学有了长足的发展而渐趋成熟，它在各工程中的应用也更加广泛和深入。2100433B

结构力学——静定结构力学课程定位

结构力学——静定结构力学课程是一门理论与实践相结合的课程，通过对几何构造分析、静定结构的受力分析、虚功原理与结构位移计算等内容的学习，使学习者具备对静定结构进行内力和位移计算的能力，以及自学和阅读结构力学教学参考书的能力。

结构力学——静定结构力学适应专业

结构力学——静定结构力学课程适合土木工程、水利类工程等专业学习。

结构力学是一门古老的学科，又是一门迅速发展的学科。新型工程材料和新型工程结构的大量出现，向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展，又为结构力学提供了有力的计算工具。另一方面，结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就和结构力学的研究有密切关系。在固体力学领域中，材料力学给结构力学提供了必要的基本知识，弹性力学和塑性力学是结构力学的理论基础。另外，结构力学与流体力学相结合形成边缘学科——结构流体弹性力学。

评定结构的优劣，从力学角度看，主要是结构的强度和刚度。工程结构设计既要保证结构有足够的强度，又要保证它有足够的刚度。强度不够，结构容易破坏；刚度不够，结构容易皱损，或出现较大的振动，或产生较大的变形。皱损能够导致结构的变形破坏，振动能够缩短结构的使用寿命，皱损、振动、变形都会影响结构的使用性能，例如，降低机床的加工精度或减低控制系统的效率等。

观察自然界中的天然结构，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系。很多工程结构是受到天然结构的启发而创制出来的。人们在结构力学研究的基础上，不断创造出新的结构造型。加劲结构(见加劲板壳)、夹层结构(见夹层板壳)等都是强度和刚度比较高的结构。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要做到用料省、重量轻。减轻重量对某些工程尤为重要，如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。

结构力学——静定结构力学预备知识

学习结构力学——静定结构力学课程需要掌握高等数学、线性代数、理论力学、材料力学等课程基础知识。

结构力学——静定结构力学学习资料

• 使用教材

（注：表格内容参考资料）

• 参考教材

（注：表格内容参考资料）