本文主角：工程力學(xué)

講述人：汝洋（中南大學(xué)）

適合人群：喜歡數(shù)學(xué)、物理知識(shí)，喜歡思考，能夠嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地分析和解決問(wèn)題的同學(xué)

你在城市中穿梭時(shí)，肯定行過(guò)許多座橋，看過(guò)許多幢高樓大廈；你坐在電視機(jī)前觀看新聞時(shí)，肯定驚嘆過(guò)遨游太空的“神舟”系列飛船；你坐車(chē)打開(kāi)窗時(shí)，肯定伸出過(guò)手感受風(fēng)的流動(dòng)。

但你是否曾思考過(guò)：為什么橋能橫跨兩岸而不被水流左右？為什么高樓能拔地而起又屹立不倒？為什么“神舟”十七號(hào)能不受萬(wàn)有引力作用限制直沖云霄？為什么一些汽車(chē)的形狀造型設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心？

歸根到底，其中都有——力的作用。一切的工學(xué)問(wèn)題其實(shí)最終都是力學(xué)問(wèn)題。而將對(duì)力學(xué)問(wèn)題的分析應(yīng)用到各個(gè)工程領(lǐng)域中去，就是工程力學(xué)。

力學(xué)是人類認(rèn)識(shí)世界的一大重要工具

在普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄中，工程力學(xué)被歸在工學(xué)門(mén)類中的力學(xué)類下。力學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)中最早成熟的學(xué)科，它和數(shù)學(xué)一起成為人類認(rèn)識(shí)世界的兩大重要工具。2007年出版的《力學(xué)學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告》是這么定義力學(xué)的：力學(xué)是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的基礎(chǔ)科學(xué)，是研究力與運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。這明確表示了力學(xué)的基礎(chǔ)重要性，以及力學(xué)是現(xiàn)代工業(yè)和工程技術(shù)的底層基礎(chǔ)。學(xué)好這門(mén)學(xué)科，以后都有可能在建筑、航空航天、汽車(chē)、船舶、軍工等領(lǐng)域找到自己的一席之地。

道阻且長(zhǎng)，行則將至

在我踏上這條道路后，理論力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)、計(jì)算力學(xué)、分析力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué)、有限元……一個(gè)又一個(gè)的力學(xué)知識(shí)點(diǎn)讓我應(yīng)接不暇，有時(shí)上課上到懷疑人生。

選這門(mén)專業(yè)之前，我已經(jīng)做好這門(mén)專業(yè)很難學(xué)的準(zhǔn)備了，真正學(xué)起來(lái)之后，發(fā)現(xiàn)我原來(lái)的預(yù)想還是樂(lè)觀了點(diǎn)。就拿理論力學(xué)這門(mén)課程來(lái)說(shuō)，我到現(xiàn)在都還記得，有天晚上我睡得很晚，好巧不巧，第二天早上的第一門(mén)課是理論力學(xué)。我在課上稍微打了個(gè)盹，再次醒來(lái)，看到老師寫(xiě)在黑板上的一個(gè)個(gè)公式，頓時(shí)腦子就蒙了?！澳莻€(gè)伊普西隆是什么，德?tīng)査质悄膫€(gè)”，我心想，這節(jié)課完了。于是下課后，我二話不說(shuō)就沖到圖書(shū)館，開(kāi)始了我與理論力學(xué)的苦戰(zhàn)。

我打開(kāi)了理論力學(xué)的網(wǎng)課，看一會(huì)就暫停，然后倒退，再重頭看，反反復(fù)復(fù)，終于，我理解了那些公式的含義?？衫斫馐且换厥?，會(huì)解題又是另一回事。接著，我打開(kāi)了作業(yè)本，開(kāi)始進(jìn)入瘋狂抓頭發(fā)階段：為什么對(duì)這個(gè)固定鉸支座構(gòu)件進(jìn)行局部分析解不出題目的未知數(shù)，為什么只能從那根桿入手才能得出結(jié)果，為什么這個(gè)不能用直角坐標(biāo)系而必須要用自然法來(lái)解題？一段時(shí)間過(guò)去后，好不容易解題思路清晰了，一上手，問(wèn)題又跳了出來(lái)：那個(gè)常微分方程怎么解?。磕莻€(gè)積分的下限和上限是什么??？我一次又一次遭受高數(shù)的暴擊。但當(dāng)我辛苦努力地解出一道又一道力學(xué)問(wèn)題后，幸福感也會(huì)充滿全身。

我的一位老師之前說(shuō)過(guò)一句讓我至今仍記憶猶新的話：“每一道題都是一個(gè)工程問(wèn)題，而你就是這項(xiàng)工程的總設(shè)計(jì)師，當(dāng)你成功完成這項(xiàng)工程后，你會(huì)有一種無(wú)與倫比的成就感，這就是力學(xué)的魅力。”林紓也曾說(shuō)過(guò)：“力學(xué)是苦事，然如四更起早，犯黑而前，漸漸向明?！碑?dāng)然，此力學(xué)非彼力學(xué)，這句話中的力學(xué)指的是用功學(xué)習(xí)，但在我看來(lái)，這也是對(duì)工程力學(xué)的詮釋。因?yàn)閷W(xué)習(xí)工程力學(xué)確是一門(mén)苦事，但如同四更起早，冒著黑夜向前走，會(huì)越走越光明。

不過(guò)，想要學(xué)好工程力學(xué)光有決心還是不夠的，雖說(shuō)一切的工學(xué)問(wèn)題歸根到底是力學(xué)問(wèn)題，但一切的力學(xué)問(wèn)題歸根到底是數(shù)學(xué)問(wèn)題。在專業(yè)學(xué)習(xí)中，工程力學(xué)學(xué)子會(huì)在計(jì)算某個(gè)結(jié)果的過(guò)程中用到常微分方程，會(huì)在畫(huà)受力分析圖的時(shí)候用到幾何分析，所以這門(mén)學(xué)科更適合數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)好的同學(xué)去學(xué)習(xí)，數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)不好的同學(xué)謹(jǐn)慎報(bào)考。

我們的歸途

據(jù)我了解，我校工程力學(xué)學(xué)子的畢業(yè)去向主要有以下幾個(gè)。

一是學(xué)校和科研單位。在橋梁、鐵路、航空航天、汽車(chē)等大工程中，工程力學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)生能做的工作比較有限，因此有相當(dāng)一部分工程力學(xué)學(xué)子在本科畢業(yè)后選擇繼續(xù)深造和出國(guó)留學(xué)，之后一部分人會(huì)選擇留在科研院所從事相應(yīng)的教學(xué)和科研工作，為推動(dòng)我國(guó)工程力學(xué)理論發(fā)展、培養(yǎng)人才提供助力。我所認(rèn)識(shí)的同專業(yè)的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐大都選擇了讀研，有的選擇留在力學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)深造，有的報(bào)考了清華大學(xué)的水利工程專業(yè)，有的報(bào)考了北京航空航天大學(xué)的飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)，有的被國(guó)防科技大學(xué)的空天科學(xué)學(xué)院錄取了。

二是建筑工程領(lǐng)域。工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)生在建筑工程中扮演著重要的角色，通常在建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)類崗位上工作。比如要在某條江上建一座橫跨兩岸的大橋，這類工程師就需要考慮橋墩在水中的承重作用，分析拉索在哪個(gè)點(diǎn)能夠最具性價(jià)比地支撐起這座大橋，充分運(yùn)用力學(xué)原理、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)荷載分布、支座位置設(shè)置等相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出橋的落點(diǎn)、幾何形狀并評(píng)估橋的舒適性和抗震性能，使得設(shè)計(jì)出的橋梁兼具實(shí)用和美觀兩個(gè)功能。

三是汽車(chē)工程領(lǐng)域。比亞迪董事長(zhǎng)王傳福先生是我們學(xué)校的優(yōu)秀校友，所以我們學(xué)校的很大一部分畢業(yè)生有機(jī)會(huì)去比亞迪工作。力學(xué)在汽車(chē)工程方面的應(yīng)用數(shù)不勝數(shù)，比如：運(yùn)用流體力學(xué)相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)能降低風(fēng)阻的車(chē)身形狀；運(yùn)用彈性力學(xué)相關(guān)知識(shí)模擬汽車(chē)在不同速度下的碰撞過(guò)程；運(yùn)用計(jì)算力學(xué)相關(guān)知識(shí)確定汽車(chē)懸掛系統(tǒng)的剛度、彈性和減震效果等參數(shù)；運(yùn)用力學(xué)原理評(píng)估制動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，包括制動(dòng)器的強(qiáng)度、磨損情況和制動(dòng)液的流動(dòng)性能；等等。

四是航空航天工程領(lǐng)域。一部分工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)生進(jìn)入了航空航天領(lǐng)域，在其中用空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí)分析飛行器的運(yùn)動(dòng)方程，評(píng)估飛行器的飛行性能，指導(dǎo)飛行器的設(shè)計(jì)和操作；用空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí)分析飛行器繞流、升力和阻力等有關(guān)問(wèn)題；用材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)分析一些復(fù)合材料和金屬材料的強(qiáng)度、剛度及耐久性；等等。航空器和航天器在空中運(yùn)行時(shí)會(huì)受到重力、輻射、磁場(chǎng)的影響，保障它們的穩(wěn)定運(yùn)行離不開(kāi)力學(xué)知識(shí)。

五是外企。一部分工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)生還會(huì)根據(jù)自身興趣和所學(xué)的知識(shí)領(lǐng)域，進(jìn)入外企從事與工程力學(xué)相關(guān)的工作，包括有限元計(jì)算、優(yōu)化以及軟件開(kāi)發(fā)等項(xiàng)目。

此外，工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)生也可以進(jìn)入機(jī)械、環(huán)境、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域工作。

報(bào)考提醒

對(duì)于工程力學(xué)專業(yè)，院校的培養(yǎng)方向各具特色，同學(xué)們?nèi)缦雸?bào)考這個(gè)專業(yè)，最好先仔細(xì)了解有關(guān)院校的招生專業(yè)目錄、專業(yè)設(shè)置等信息?，F(xiàn)在越來(lái)越多的高校進(jìn)行大類招生，工程力學(xué)專業(yè)可能被歸在“土木類”“機(jī)械類”或“實(shí)驗(yàn)班”中。

工科的發(fā)展需要我們，國(guó)家的強(qiáng)盛離不開(kāi)我們，歡迎大家報(bào)考工程力學(xué)專業(yè)，讓我們一起用力學(xué)改變這個(gè)世界。