工程力学作为工学门类中的基础**叉学科，主要解决与力学相关的工程实际问题，其核心任务和应用领域可归纳如下：

一、主要研究问题

1. 结构设计与分析

   • 静力学：研究物体在静止或均匀运动状态下的受力平衡，用于桥梁、建筑、机械部件等结构稳定性分析。

   • 动力学：分析物体在运动过程中的受力情况，如汽车碰撞模拟、机械系统动力学分析。

   • 材料力学：评估材料在载荷下的强度、刚度和疲劳性能，指导材料选择与结构优化。

2. 材料性能与失效机制

   • 探究材料在应力、应变作用下的弹性、塑性、韧性等力学行为，预测裂纹萌生与扩展路径，防止结构破坏。

3. 流体力学与振动分析

   • 研究流体（液体、气体）的流动规律，如管道设计、航空航天器升力计算。

   • 分析结构振动特性，优化系统阻尼设计，减少噪音污染。

二、典型应用领域

1. 传统工程领域

   • 机械制造：汽车碰撞模拟、发动机性能优化、机械强度校核。

   • 土木工程：桥梁承重计算、地基稳定性分析、建筑抗震设计。

2. 先进工程领域

   • 航空航天：飞机结构分析、航天器热防护系统设计。

   • 新能源与环保：风力发电塔架设计、海洋工程结构耐久性分析。

3. 交叉学科应用

   • 生物医学：组织力学建模、医疗器械力学性能评估。

   • 计算科学与材料科学：有限元分析（FEA）、多尺度材料模拟。

三、核心方法与技术

• 理论分析 ：静力学平衡方程、材料本构关系。

• 数值模拟 ：有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）。

• 实验验证 ：光弹性法、数字图像相关技术。

通过以上研究，工程力学为工程实践提供理论依据和计算方法，确保结构安全、经济高效，并推动新材料、新工艺的发展。