固体力学

专业代码：080102

专业介绍

固体力学是研究可变形固体在外界因素（载荷、温度、湿度等）作用下，其内部各质点产生的位移、应力、应变及破坏规律的学科。固体力学的研究内容包括弹性问题和塑性问题，线性问题和非线性问题, 静态问题和动态问题等。近年来发展起来的诸多分支更扩大了其研究范围。

培养目标

本学科可以授予工学硕士学位。

本学科的工学硕士学位获得者应具有弹塑性理论、断裂及损伤理论、计算力学、实验力学以及非线性力学等方面坚实的理论基础和系统的专门知识；具有独立从事科研、教学工作或担任与力学相关的工程技术方面工作的能力。至少掌握一门外国语。

研究方向

1、工程结构和材料中的非线性力学

主要应用现代非线性连续介质力学的方法，来研究结构的弹塑性大变形，类橡胶材料和结构的失稳与分叉问题；智能材料（压电、磁致伸缩、记忆合金、功能梯度等材料）的工程结构中的多场耦合力学模型与计算；在细观尺度下的弹塑性理论与计算等。

2、工程结构中的计算力学

主要有弹塑性杆、板壳及其组合结构的静、动力学问题的数值模拟与数值计算，有限元分析及软件的应用，数值方法的研究等。运用计算力学及实验力学等手段，重点研究、解决各种结构体系和新型建筑材料体系中有关强度、刚度、稳定性和抗震性等力学问题。从理论分析、数值计算与实验等方面为为工程部门提供可靠的理论和实验结果。

3、材料的断裂与损伤理论

运用断裂力学与损伤力学等力学理论，研究带裂纹结构体（例如岩石、陶瓷、混凝土、水泥及各类带裂纹金属结构体）的细观及宏观破坏过程，裂纹的起裂及失稳扩展准则。研究工程结构中各种缺陷的积累以及地下工程岩体中的裂隙及结构面积累对宏观强度与宏观变形的影响。从理论分析、数值计算与实验等方面为工程设计与计算提供一定精度的强度控制准则与宏观等效本构模型。并应用宏观分析与微观机理研究相结合的方法，研究固体材料及其工程构件在外部载荷、温度及环境影响下，由于材料内部微小缺陷的形成与发展引起材料性能退化（或材料损伤）直到断裂破坏的规律。其中包括：材料内部损伤的力学描述，损伤演变规律及破坏准则; 材料变形局部化引起的材料损伤的机制研究和数值模拟; 含初始缺陷的工程构件在不同的疲劳，温度，冲击和腐蚀等外界环境下，裂纹尖端的应力应变场分析，疲劳损伤理论研究及材料使用寿命预测。

4、纳米材料力学

主要研究纳米材料的多尺度数学模型。应用连续介质力学、分子动力学和量子力学的理论，建立纳米材料的本构关系。并研究不同的纳米颗粒添加材料对基体材料微观结构的组织与力学性能的影响，得到不同的纳米复合材料本构关系，例如实现对环氧树脂的材料的增韧、增强。在胶粘剂、涂料、绝缘材料、摩擦材料等领域发挥更重要的作用。

5、动态过程建模方法研究

采用动态空间方法，研究基于原始数据的、黑箱的模型变量识别、变量的非线性识别方法和理论以及数据处理、判据的建立、系统控制和建模软件的开发、动态摩擦特性的奇异性研究。

6、复杂介质中的弹性波理论及反问题

主要研究金属及非金属复合材料、非均匀岩土介质和流体饱和孔隙介质中弹性波传播的特点和规律。特别是各种夹杂（圆柱、椭圆柱、圆球、椭球、平裂纹、弧形裂纹和币形裂纹等）和各种复杂边界条件（非完好双侧界面和摩擦接触单侧界面等）下的弹性波散射和多重散射问题。建立非均匀介质中有效波传播速度、衰减和宏观动态有效模量与组份材料性质及界面性质的数学模型。在此基础上，进一步开展弹性波反问题研究，即根据可测量弹性波数据反演非均匀材料的构造、物性参数和界面性质。重点研究反问题不适定性的正则化、稳定的反演算法以及相应的非凸函数全局优化方法。此外，还研究各类结构中的弹性波导问题和损伤的超声识别问题。主要应用领域有：声功能材料研制、结构及材料超声无损检测、石油勘探、岩土工程监测和地震预报等。

学制

按照《北京科技大学研究生培养方案总则》的有关规定，本专业学生为全日制硕士生，在校学习全部课程，论文开题报告、论文答辩等非课程环节以及大部分论文研究工作也在校内完成，基本修业年限一般为2年。

学分要求

本学科点课程最低学分要求为26学分。

培养计划与课程

科研与论文

关于研究生科研、学位论文及优秀论文工作的要求，按照《北京科技大学研究生培养方案总则》、《北京科技大学硕士学位论文答辩和学位申请办法》和《北京科技大学应用科学学院二年制硕士学位研究生学位论文答辩及评选优秀论文对发表学术论文的要求》执行。

授予学位：工学硕士

系所：应用力学系