一、材料力學的研究范疇
材料力學是固體力學的核心分支,聚焦于材料在載荷作用下的變形、失效規律及性能優化,其核心任務是揭示材料的強度、剛度和穩定性機制。具體研究內容包括:
- 基本力學行為:分析桿、梁、軸等結構在拉伸、壓縮、彎曲、扭轉等載荷下的應力分布與應變響應。
- 失效機制:研究裂紋擴展、疲勞破壞、蠕變等導致材料失效的物理過程,例如航空材料中裂紋的不可控擴展對結構安全的威脅。
- 性能優化:通過材料成分設計、微觀結構調控(如多孔介質孔隙分布)實現輕量化與高強度的平衡,例如飛行器減重設計中的多孔金屬應用。
- 多尺度關聯:建立從原子級(如位錯運動)到宏觀結構的跨尺度力學模型,例如通過分子動力學模擬揭示材料成型中的缺陷演化。
材料力學的工程應用覆蓋航空航天、土木工程、能源等領域,其核心挑戰在于復雜載荷下材料行為的精準預測與主動控制。
二、AI在材料力學領域的核心研究方向與關鍵問題
AI通過數據驅動與物理建