提問:什么是力學(xué)?

力學(xué)定義

力學(xué)是一門獨立的基礎(chǔ)學(xué)科,是有關(guān)力、運動和介質(zhì)(固體、液體、氣體和等離子體),宏、細(xì)、微觀力學(xué)性質(zhì)的學(xué)科,研究以機(jī)械運動為主,及其同物理、化學(xué)、生物運動耦合的現(xiàn)象。力學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科,同時又是一門技術(shù)學(xué)科。它研究能量和力以及它們與固體、液體及氣體的平衡、變形或運動的關(guān)系。通俗的說,生活中你能看到的以及看不到的各種變形、運動及平衡都與力學(xué)關(guān)系密切,可以用力學(xué)去描述。

所以,力學(xué)不是物體。千萬不要跟學(xué)力學(xué)的人說,你學(xué)的是物理

提問:什么是力學(xué)?的圖1

力學(xué)與物理

哪些是力學(xué)

  • 建筑工地的腳手架,工人可以在上面自由工作,而不怕腳手架坍塌,也有腳手架坍塌的事故,如下圖。這是由于受力過大,壓桿失穩(wěn)造成的坍塌。

提問:什么是力學(xué)?的圖2

腳手架坍塌

  • 汽車安全通過橋梁,而不同擔(dān)心橋會垮塌。也有垮塌的橋梁,如下圖,這是由于橋墩有不能承受之重。

提問:什么是力學(xué)?的圖3

橋梁垮塌

  • 你倒牛奶總是撒的到處都是,學(xué)了流體力學(xué),媽媽再也不用擔(dān)心你的奶粉錢了!

提問:什么是力學(xué)?的圖4

倒牛奶

  • 學(xué)駕照的時候,操作不當(dāng),整個車身會抖的很厲害,膽小的朋友們就直接給嚇熄火了。學(xué)過振動力學(xué)你就會知道這是因為起步時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低,頻率接近車體的固有頻率而引起的共振現(xiàn)象,這時候只要輕輕給腳油讓發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上去越過車子的固有頻率,車子就不會抖了,而你,拿到了駕照也沒有車。

提問:什么是力學(xué)?的圖5

  • 解放軍過橋的時候,不允許正步走,這也與力學(xué)有關(guān),是為了避免橋梁共振,引起橋梁垮塌。

生活之中,力學(xué)還有很多很多,如穿的衣服的牢固程度(衣),用筷子夾肉吃飯(食),房屋質(zhì)量(住),汽車安全行駛(行),方方面面。

力學(xué)分類

主要是按照對象分,有固體力學(xué),流體力學(xué)等(量子力學(xué)那東西,雖然有力學(xué),當(dāng)應(yīng)該歸于物理類。),然后還有天體力學(xué),那主要有天文那幫人搞(天體其實也算固體)。

固體力學(xué)還可以分:理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、損傷力學(xué)、斷裂力學(xué)、振動力學(xué)等等。

也有專門為計算而發(fā)展出來的計算力學(xué),比如:有限元、離散元、邊界元等。

力學(xué)所需要的基礎(chǔ)

力學(xué)的基礎(chǔ)就是數(shù)學(xué),雖然比不上數(shù)學(xué)專業(yè),但是也有一定的深度,高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論、工程數(shù)學(xué)、矩陣論、張量、泛函,等數(shù)學(xué)知識是必備的。根據(jù)不同的研究方向,還需要學(xué)習(xí)其他數(shù)學(xué)知識,比如拓?fù)渲惖摹?/p>

另一個基礎(chǔ)就是編程能力,無論你用C,還是fortran,或者pytron,再或者matlab,都要熟悉算法,命令的調(diào)用。

力學(xué)專業(yè)軟件

一般指的是有限元商用軟件,常見的有Ansys、Abaqus、Patran/Nastran,等等。這些軟件已經(jīng)在各行各業(yè)都廣泛使用了,特別是機(jī)械行業(yè),像航空航天,車輛,機(jī)床,模具,等。

力學(xué)的就業(yè)

學(xué)完力學(xué)后,出來干嘛呢?

力學(xué)的就業(yè)面非常廣,高大上的如航空航天的飛機(jī)、衛(wèi)星、航天飛機(jī)等,生活中的汽車、橋梁、高鐵等,機(jī)械方面的各種裝備、吊車等。

提問:什么是力學(xué)?的圖6

提問:什么是力學(xué)?的圖7

提問:什么是力學(xué)?的圖8

提問:什么是力學(xué)?的圖9

除此之外,生物力學(xué)在醫(yī)療、器械等領(lǐng)域也發(fā)揮著巨大的作用。力學(xué)發(fā)展到今天已經(jīng)構(gòu)建成了宏偉的大廈,能夠解決我們生存空間內(nèi)的許多問題,但也有解釋和解決不了的問題,需要繼續(xù)探索,為其添磚加瓦,使其更完善。

雖然,從上面可知,力學(xué)的適用性非常廣泛。但是,由于種種原因,企業(yè)特別是小企業(yè),對力學(xué)專業(yè)的需求并不大,不像其他機(jī)械類的專業(yè)。這里面原因大概如下:

  1. 機(jī)械類專業(yè)都學(xué)過理力、材力,本科畢業(yè)也大多使用過有限元軟件,完全可以勝任簡單的力學(xué)分析。

  2. 小企業(yè)對研發(fā)投入有限,而如果從事新產(chǎn)品研發(fā),必須有專業(yè)的力學(xué)分析,這方面企業(yè)舍不得投入。

  3. 山寨嚴(yán)重,大家都是你抄抄,我抄抄,也就不需要什么力學(xué)分析了。

  4. 本科力學(xué)專業(yè)出來,其專業(yè)能力尚有欠缺,企業(yè)很少會招力學(xué)專業(yè)本科生,特別是研究生越來越多的情況下。

既然情況這么差,那力學(xué)專業(yè)的學(xué)生出路何在?

  1. 讀研考博,這是力學(xué)專業(yè)比較好的一條路。繼續(xù)深造,提高自身知識儲備的同時,也增加了就業(yè)面的寬度。由于專業(yè)的特殊性,企業(yè)單位一般不愿意招收博士生,對他們而言碩士就差不多了。所以,如果畢業(yè)后想去企業(yè),一定要考慮清楚是否讀博。

  2. 力學(xué)專業(yè)很多博士,都去的高校。

  3. 軍工類企業(yè),對力學(xué)專業(yè)需求略大一些,對博士也需要。民企則對博士需求小一些。

此外,金融、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)也不缺乏力學(xué)人的身影,這也得益于力學(xué)對數(shù)學(xué)功底得要求及編程能力的重視。

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