一般情況下，造成結(jié)構(gòu)變形或者破壞是由作用在結(jié)構(gòu)上的荷載導(dǎo)致的。在固體力學(xué)當(dāng)中，這些力稱(chēng)為荷載或者外力。為了保證產(chǎn)品的安全性，必須要對(duì)這些荷載進(jìn)行評(píng)估。工程師必須確定每一個(gè)荷載的大小和方向，這非常重要。荷載可以分為靜力荷載和動(dòng)力荷載，根據(jù)是這些荷載是否隨著時(shí)間變化。不隨時(shí)間變化的荷載稱(chēng)為靜力荷載，如自重。一般地，靜力學(xué)分析可以使用固體力學(xué)理論。

    隨時(shí)間變化的荷載稱(chēng)為動(dòng)力荷載，如沖擊荷載，動(dòng)力學(xué)分析需要使用動(dòng)力學(xué)理論。

位移VS變形

結(jié)構(gòu)受外力作用下，位置和形狀會(huì)發(fā)生改變，這叫結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為。嚴(yán)格地講，位移和變形是不同的

?結(jié)構(gòu)空間位置的變化統(tǒng)稱(chēng)為位移

?位移不一定伴隨著變形，典型的例子是剛體運(yùn)動(dòng)。

剛體運(yùn)動(dòng)指物體在空間的位置因平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生改變，但是物體上任意兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置保持不變

?變形是指結(jié)構(gòu)外部形狀發(fā)生變化。發(fā)生變形后，物體上所有的點(diǎn)或者除某些點(diǎn)外的所有點(diǎn)都會(huì)發(fā)生移動(dòng)，物體上任意兩點(diǎn)之間的距離會(huì)發(fā)生改變。

應(yīng)力

   結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí)，其形狀和位置會(huì)發(fā)生改變。同時(shí)，在物體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力以抵抗這種變形。如下圖所示，當(dāng)一個(gè)物體在任意位置被分成兩部分時(shí)，每一部分都處于靜力平衡狀態(tài)，每一部分的外力與內(nèi)力相平衡。就整體而言，每個(gè)方向的力和力矩的和必為零。

?內(nèi)力具有大小和方向，應(yīng)力也是矢量。

?作用在面上的任意方向的力，都可以分解為與面平行的切向力和與面垂直的法向力。

?法向應(yīng)力:與應(yīng)力作用面垂直。

?切向應(yīng)力:與應(yīng)力作用面平行。

應(yīng)變

?分為法向應(yīng)變和切向應(yīng)變。

?前一個(gè)表示物體在某一方向上的拉伸或者壓縮的程度，后一個(gè)表示物體承受剪應(yīng)力時(shí)的角變形量。

?三維圓桿沿軸向拉伸時(shí)，它的截面面積隨長(zhǎng)度的增加而減少。

?這里，圓桿在軸向的伸長(zhǎng)量與圓桿原長(zhǎng)的比值為法向應(yīng)變。

?應(yīng)變是無(wú)量綱的量。

剪應(yīng)變?yōu)樾纬芍苯堑膬蛇叺慕亲冃瘟?，角度用弧度表?/span>

力和變形之間的關(guān)系

 在彈性區(qū)域內(nèi)，當(dāng)知道位移時(shí)，很容易計(jì)算變形和應(yīng)變。再利用胡克定律，可

以計(jì)算得到應(yīng)力。

脆性破壞

脆性破壞發(fā)生后，擴(kuò)散速度很快，幾乎沒(méi)有明顯的塑性變形，這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。像玻璃或者陶瓷，他們都是脆性材料。很有必要對(duì)脆性材料的表面晶粒進(jìn)行研究，大晶粒是它的特點(diǎn)。與小晶粒相比，大晶粒更容易導(dǎo)致脆性破壞。脆性破壞的特點(diǎn)是在破壞發(fā)生在特定的晶體平面上，這個(gè)平面稱(chēng)為斷裂面。由于幾乎沒(méi)有塑性變形，斷面非常的光澤。通過(guò)檢查可以發(fā)現(xiàn)，形成的斷面像"河流"一樣。這種方式與斷裂的*終發(fā)生相匹配，在分析斷裂進(jìn)展方面很有幫助 。