一般情況下，造成結構變形或者破壞是由作用在結構上的荷載導致的。在固體力學當中，這些力稱為荷載或者外力。為了保證產(chǎn)品的安全性，必須要對這些荷載進行評估。工程師必須確定每一個荷載的大小和方向，這非常重要。荷載可以分為靜力荷載和動力荷載，根據(jù)是這些荷載是否隨著時間變化。不隨時間變化的荷載稱為靜力荷載，如自重。一般地，靜力學分析可以使用固體力學理論。

    隨時間變化的荷載稱為動力荷載，如沖擊荷載，動力學分析需要使用動力學理論。

位移VS變形

結構受外力作用下，位置和形狀會發(fā)生改變，這叫結構的力學行為。嚴格地講，位移和變形是不同的

?結構空間位置的變化統(tǒng)稱為位移

?位移不一定伴隨著變形，典型的例子是剛體運動。

剛體運動指物體在空間的位置因平動和轉(zhuǎn)動而發(fā)生改變，但是物體上任意兩點之間的相對位置保持不變

?變形是指結構外部形狀發(fā)生變化。發(fā)生變形后，物體上所有的點或者除某些點外的所有點都會發(fā)生移動，物體上任意兩點之間的距離會發(fā)生改變。

應力

   結構受到外力作用時，其形狀和位置會發(fā)生改變。同時，在物體內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)力以抵抗這種變形。如下圖所示，當一個物體在任意位置被分成兩部分時，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，每個方向的力和力矩的和必為零。

?內(nèi)力具有大小和方向，應力也是矢量。

?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。

?法向應力:與應力作用面垂直。

?切向應力:與應力作用面平行。

應變

?分為法向應變和切向應變。

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

?三維圓桿沿軸向拉伸時，它的截面面積隨長度的增加而減少。

?這里，圓桿在軸向的伸長量與圓桿原長的比值為法向應變。

?應變是無量綱的量。

剪應變?yōu)樾纬芍苯堑膬蛇叺慕亲冃瘟?，角度用弧度表?/span>

力和變形之間的關系

 在彈性區(qū)域內(nèi)，當知道位移時，很容易計算變形和應變。再利用胡克定律，可

以計算得到應力。

脆性破壞

脆性破壞發(fā)生后，擴散速度很快，幾乎沒有明顯的塑性變形，這會導致嚴重的后果。像玻璃或者陶瓷，他們都是脆性材料。很有必要對脆性材料的表面晶粒進行研究，大晶粒是它的特點。與小晶粒相比，大晶粒更容易導致脆性破壞。脆性破壞的特點是在破壞發(fā)生在特定的晶體平面上，這個平面稱為斷裂面。由于幾乎沒有塑性變形，斷面非常的光澤。通過檢查可以發(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，在分析斷裂進展方面很有幫助 。