爆炸力学基础 第1次课 绪论
爆炸力学讲义
爆炸力学讲义1. 引言爆炸力学是研究爆炸现象及其背后的物理和化学原理的科学领域。
本讲义将介绍爆炸力学的基本概念、原理和应用，以帮助读者更好地理解和应对与爆炸相关的问题。
2. 爆炸基础知识2.1 爆炸定义爆炸是指在一定条件下，物质内部能量迅速释放并产生剧烈的火焰、光亮、声响和气体冲击波等现象。
它是一种极为复杂的物理过程，涉及能量转换、物质相变和反应动力学等多个方面。
2.2 爆轰与爆燃在爆炸中，有两个重要概念需要区分：爆轰和爆燃。
爆轰是指在超声速下，火焰由点火源向未点火区域传播，并产生可见的冲击波。
而爆燃则是指火焰以亚声速蔓延，并没有明显的冲击波。
2.3 爆速与传播方式爆速是指爆炸波传播的速度。
根据传播方式的不同，爆速可以分为两种类型：很快爆速和相对较慢的爆速。
其中，很快爆速通常用于高爆炸物，而相对较慢的爆速通常用于低爆炸物。
3. 爆炸物理学3.1 爆炸能量在一个完整的化学反应中，反应物与产物之间的能量差称为焓变。
当焓变为负值时，反应释放出能量；当焓变为正值时，反应吸收能量。
在爆炸中，焓变通常为负值，因此释放出大量能量。
3.2 燃烧过程在一个典型的固体燃料中，可分为三个阶段：引燃、扩展和消耗。
引燃阶段是指点火源接触到固体表面并引发可燃物质开始氧化反应；扩展阶段是指火焰从点火源向周围蔓延；消耗阶段是指可燃物质被完全消耗。
3.3 爆轰过程在一个典型的气体爆炸中，可分为四个阶段：压缩、点火、爆轰和扩展。
压缩阶段是指气体被压缩到一定程度；点火阶段是指点火源引发气体燃烧；爆轰阶段是指反应物快速释放能量，并形成冲击波；扩展阶段是指冲击波向周围传播。
4. 爆炸力学应用4.1 爆炸物品安全处理由于爆炸物品可能对人员和环境造成严重伤害，因此安全处理是至关重要的。
包括合理储存、运输和处理爆炸物品的规范，以及采取适当的安全措施来减少事故风险。
4.2 爆破工程爆破工程广泛应用于采矿、建筑和拆除等领域。
通过控制爆炸能量的释放方式和方向，可以实现精确的地质勘探、岩土工程处理和建筑拆除等目标。
第一章炸药爆炸基本理论PPT课件
5 附加物的影响
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3-6聚能效应－现象
聚能现象
聚能装药
聚能效应应用
水面聚能流的形成
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聚能现象
聚能效应－装药
聚能装药
装药前端有空穴时聚能流的形成
聚能效应应用
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衬有金属药形罩的聚能装药及金属射流的形式 1—药形罩（能聚罩） 2—爆轰波阵面 3—杵体 4—射流
爆炸的分类：
▪ 物理爆炸（轮胎爆炸 ） ▪ 核爆炸 （核裂变或核聚变 ） ▪ 化学爆炸（有新的物质生成 ）
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1-1化学爆炸必须具备三个基本要素
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反应的放热性
炸药爆炸得以进 行的首位必要条 件。没有这个条 件，反应也就不 能自行延续
反应过程的高速度
反应中生成大量气 体产物
爆炸反应区别一 般化学反应的重 要标志
炸药爆炸对外做 功的媒介
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★ 例如铝热剂反应 ★
▪ 2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+828kJ
尽管反应非常迅速，且放出很多的热量，反应 放出的热量足以把反应产物加热到3000K，但终究 由于没有气体产物生成，没有把热能转变为机械能 的媒介，无法对外做功，所以不具有爆炸性。
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1-3炸药的起爆与起爆能
▪ 炸药属于不稳定的化学体系，但如果没有任何外界能量的 作用，炸药可以保持它的平衡状态。由于炸药分子结构不同， 分子结构比较脆弱的炸药就容易起爆，否则就较难。如碘化 氮只要用羽毛轻轻触及就可以引起爆炸，而NH4NO3，用几 十克甚至数百克TNT才能引爆。
炸药理论 第1章
燃烧与爆轰的区别
1.4 炸药的分类
按组成分类
主要有2大类即爆炸化合物（单体炸药，又称分子 内炸药）和爆炸混合物（混合炸药，又称分子间炸药） 两大类。
按用途分类
分为四大类，即起爆药、猛炸药、烟火药和火药。
➢ 单体炸药和混合炸药
分子内含有氧化性基团和可燃元素——分子内炸药，氧化性 基团包括：-C≡C、=N-X、-N=C、=N-O、-NO2等；可燃性元素 包括碳、氢、硼等元素。对单体炸药按分子结构特征（基团）分 类。
➢ 自供氧的物质
炸药的燃烧和爆轰是分子或组成内组分之间的化学反应，不 需要外界供给氧。因此当炸药着火时，隔氧法灭火不仅不起作用， 反而可能造成燃烧转爆轰，导致更为严重的后果。
1.3 炸药的化学变化
随反应方式和环境条件的不同，炸药的化学变化三种 形式：热分解、燃烧、爆轰。 ➢ 缓慢的化学变化-热分解（thermal analysis)
• 起爆药由点火到稳定爆轰在毫米距离完成，起爆药对机械 作用比较敏感，但将其装在一个金属壳体内却相当安全。
• 常见的起爆药有叠氮化铅Pb(N2)2、雷汞Hg(ONC)2、三硝 基间苯二酚铅(史蒂夫酸铅，lead styphnate)、 C6H(NO)3O2Pb、二硝基重氮酚C6H2(NO2)2ON2等等。
第1章 绪论
➢ 1.1 爆炸 ➢ 1.2 炸药及其特点 ➢ 1.3 炸药的化学变化 ➢ 1.4 炸药的分类 ➢ 1.5 炸药发展简史和应用 ➢ 1.6 炸药理论的任务
1.1 爆炸
定义：爆炸是指在有限体积内能量发生急剧转化的 物理、化学过程 。在该变化的过程中，内能迅速 地转化为机械压缩能、光、热辐射等，且使原来的 物质或其变化产物、周围介质产生机械运动。
➢ 反应的高速率
燃烧和爆炸理论重点
第三章 物质的燃烧
预混气中火焰的传播理论：火焰（即燃烧波）在预混气中传播，从气体动力学理论可以证明存在两种传播方式：正常火焰传播和爆轰。
（Ⅰ）区是爆轰区。特点：①燃烧后气体压力要增加 ②燃烧后气体密度要增加 ③ 燃烧波以超音速进行传播
（Ⅲ）区是正常火焰传播区。 特点：① 燃烧后气体压力要减少或接近不变；② 燃烧后气体密度要减少； ③ 燃烧波以亚音速（即小于音速）进行传播。
火焰前沿的特点：（1）火焰前沿可以分成两部分：预热区和化学反应区。 （2）火焰前沿存在强烈的导热和物质扩散。
火焰传播机理：（1）火焰传播的热理论：火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反应放出的热量传播到新鲜冷混气中，使冷混气温度升高，化学反应加速的结果。
（2）火焰传播的扩散理论：凡是燃烧都属于链式反应。火焰能在新鲜混气中传播是由于火焰中的自由基向新鲜冷混气中扩散，使新鲜冷混气发生链锁反应的结果。
可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧达5min以上，这种现象称为点燃。
在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。
物质自燃有受热自燃和自热燃烧两种形式。
受热自燃的两个条件：外部热源、有热量积蓄的条件
自热自燃的三个条件：必须是比较容易产生反应热的物质; 此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，有良好的绝热和保温性能；热量产生的速度必须大于向环境散发的速度。
爆燃是一种燃烧过程，反应阵面移动速度低于未反应气体中的声速，反应阵面主要通过传导和扩散进入未反应气体中。爆燃是一种带有压力波的燃烧，爆燃发生时，反应阵面的传播速度低于声速。
爆轰的反应阵面移动速度比未反应气体中的声速高。对爆轰来说，主要通过压缩反应阵面前面的未反应气体使其受热，从而使反应阵面向前传播。
爆轰学 第1章_绪论
1.1基本概念
▪ 一些宇宙学家认为，当今宇宙是在一次大爆 炸中开始形成和发展的，而且至今这一过程 尚未结束，宇宙的年龄大约为137亿年，地球 也是在一次大爆炸中产生的，距今已46亿年。
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1.1基本概念
2011年诺贝尔物理学奖 美国加州大学伯克利分校教授索尔-佩尔马特、澳大利亚国 立大学教授布莱恩-施密特，以及美国约翰斯霍普金斯大学
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1.1基本概念
（4）燃烧产物移动的方向与燃烧波传播 的方向相反。
（5）凝聚物的燃烧要经过熔化、蒸发、升 华、热分解、混合和扩散等中间阶段，才能 通过燃烧化学反应转变为燃烧的最终产物。
（6）与其他化学反应相似，燃烧反应速度 受到反应物浓度和温度的影响，燃速对外界 条件（如压力、初温、扩散速度等）的变化 敏感。
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爆炸物理学 ➢ 主要内容
第1章 绪论 第2章 炸药的起爆机理 第3章 爆轰（爆热）波的经典理论 第4章 气体爆轰理论 第5章 凝聚炸药爆轰理论 第6章 爆轰产物的流动及其与物体的相互作用
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第1章 绪论
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第1章 绪论
本章内容 ➢ 燃烧、爆炸、炸药、爆轰的基本概念； ➢ 炸药爆炸的特点； ➢ 炸药发生化学变化的类型； ➢ 爆轰学的研究历史。
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1.1基本概念
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1.1基本概念
1.燃烧（Combustion，Deflagration） ➢ 物质间发生剧烈氧化还原的化学反应，并
伴随放热和发光，产生大量高温气体的过 程，称为燃烧。
➢ 燃烧具有以下的基本特征： （1）燃烧体系中，必须有燃烧化学反
应所需要的氧化元素和可燃元素。
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1.1基本概念
▪ 烟火剂：通常由氧化剂、有机可燃物（或金 属粉）加入少量粘合剂混合而成。军事上， 利用其速燃时产生的光、热、烟、色、声等 效应用于各种用途，如照明弹中的照明剂、 烟幕弹、燃烧弹等。
《爆炸理论基础》PPT课件
爆破安全工程
精选PPT
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目录
1 炸药爆炸的理论基础 2 工业常用炸药 3 爆破技术 4 爆破器材的安全检验与安全管理 5 工程爆破公害及安全措施 6 爆破安全管理
着做功的功率。
爆炸反应的速度通常用爆速来衡量，
爆速指爆炸过程在炸药中传播的稳定速
度。单质炸药爆速一般在1100~8000m/s。
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1.2 炸药的反应形式
爆炸不是炸药唯一的化学反应形式，在特 定的反应条件下，同种炸药可能有四种不同形 式的化学反应： • 热分解 • 燃烧 • 爆炸 • 爆轰
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炸药的敏感度
炸药在外能作用下，发生爆炸反应的难易
程度叫做炸药的敏感度，简称感度。
炸药的敏感度高低对于炸药的加工制造、 贮存运输及安全使用都十分重要。
研究炸药的感度的目的在于掌握炸药在特 定条件下爆炸的可能性，分析影响感度的诸因 素，通过采用相应的措施，使炸药的感度满足 生产、贮存、运输、使用和经济上的不同要求。
8-放气孔；9-低熔点合金
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常见炸药的爆发点
炸药名称 二硝基重氮酚 雷汞 胶质炸药 特屈儿 硝化甘油
爆发点（0C） 170～175 170～175 180～200 195～200 200～205
炸药名称 泰安 黑索金 梯恩梯 硝铵类炸药 叠氮铅
爆发点（0C） 205～215 215～235 290～295 280～320 330～340
爆炸力学讲义
爆炸力学讲义1. 引言爆炸力学是研究爆炸过程中能量释放、物体运动和损伤效应的学科。
它涉及多个领域，如物理学、化学、工程力学等，对于爆炸事故的预防和安全防护具有重要意义。
本讲义将全面介绍爆炸力学的基本概念、原理和应用。
2. 爆炸的定义与分类爆炸是指物质在极短时间内迅速释放大量能量，并引起剧烈的声、光和冲击波等现象。
根据爆炸产生的能量形式，可将其分为化学爆炸、核爆炸和物理爆轰三类。
2.1 化学爆炸化学爆炸是指由于化学反应放出大量能量而引起的爆炸现象。
常见的化学爆炸包括火药、TNT等。
其产生过程可分为初期点火阶段、中期传播阶段和末期消耗阶段。
2.2 核爆炸核爆炸是指由核裂变或核聚变引起的爆炸现象。
核爆炸释放的能量远远超过化学爆炸，具有极强的杀伤力和破坏力。
核爆炸可分为空中爆炸、地下爆炸和水下爆炸等形式。
2.3 物理爆轰物理爆轰是指由于物体在高速运动过程中受到外界冲击而引起的爆炸现象。
常见的物理爆轰包括汽车碰撞、航空事故等。
物理爆轰产生的能量主要来自于动能转化。
3. 爆炸力学基本原理3.1 爆炸波传播在化学爆炸中，当点火源引发反应后，会形成一个高温高压气体区域，并产生冲击波和火焰。
冲击波以超音速传播，将周围气体压缩并造成巨大冲击力。
3.2 爆炸反应化学爆炸反应分为自维持链式反应和非自维持链式反应两类。
自维持链式反应是指反应中生成的活性物质可以继续引发反应，形成链式反应过程。
非自维持链式反应则不具备这种特性。
3.3 爆炸损伤效应爆炸产生的冲击波、火焰和飞溅物等会对周围物体造成损伤。
冲击波能够引起结构物体的位移和破坏，火焰可以引发火灾，飞溅物可以造成伤害。
4. 爆炸力学的应用4.1 军事领域爆炸力学在军事领域具有重要意义。
它被用于开发新型武器、改进装甲材料、设计防护措施等。
同时，爆炸力学也被用于模拟战争场景和评估武器系统性能。
4.2 工程领域爆炸力学在工程领域中广泛应用于建筑物抗震设计、爆破拆除工程、隧道工程等。
第1章 绪论
任务： ①研究炸药组成，物理化学、物理力学性质 和爆炸性质间的关系。 ②在外界作用下，爆炸药发生引燃，爆轰的 条件与机理。 ③炸药的热稳定性与安定性。 ④炸药的三种化学变化形式及其相互转化的 条件。 ⑤炸药爆炸所产生的力学效应。
意义：
正确、合理地使用炸药，研究新炸 药，以及安全方面的要求（防火，防爆 安全）。
1.2炸药爆炸的三要素
反应的放热性，反应的快速性，生成气 态产物（炸药爆炸化学反应特征）。 －－－炸药爆炸的三要素 1.2.1 反应的放热性 化学反应放出的热量是爆炸做功的能源， 放热反应才可能爆炸，吸热反应不会发生爆炸 。
炸药的能量密度高（单位体积含有的能量高）
物质名称 单位质量含能量 kJ·kg-1 汽油和氧气 7950 碳和氧气 8943 氢气和氧气 13433 黑火药(密度1.2g·cm-3) 2782 梯恩梯(密度1.6 g·cm-3) 4180 硝化甘油(密度1.6 g·cm-3) 6280 硝化棉(密度1.3 g·cm-3) 4289 单位体积含能量 kJ·L-1 19.6 17.6 7.2 3384 6688 10048 5575
第1阶段：某种形式的内能转化为强烈的物质 压缩能。 第2阶段：物质由压缩态膨胀，在膨胀过程中 做机械功，进而引起附近介质的变 形、破坏、位移和运动等。
爆炸的分类
• 物理爆炸
• 化学爆炸 • 核爆炸
物理爆炸﹙physical explosion﹚
由物质的物理变化造成的爆炸。 例：蒸汽锅炉或高压气瓶的爆炸； 车胎的爆裂； 闪电； 电爆炸； 保险丝爆炸； 地震； 火山爆发； 高速撞击（陨石）等。
本章结束，谢谢大家！
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N O2 O 2N
C H3 N N O2
爆炸力学讲义
爆炸力学讲义第一章绪论§1.1 爆炸力学的基本概念爆炸效应是多种多样的，包括物理、力学、化学等多个学科领域，如主要以力学的观点和方法来研究爆炸，则可称之为“爆炸力学”。
郑哲敏教授和朱兆祥教授提出：“爆炸力学是力学的一个分支，是主要研究爆炸的发生和发展规律以及爆炸的力学效应的应用和防护的学科”。
爆炸力学从力学角度研究化学爆炸、核爆炸、电爆炸、粒子束爆炸(也称辐射爆炸)、高速碰撞等能量突然释放或急剧转化的过程，以及由此产生的强冲击波(又称激波)、高速流动、大变形和破坏、抛掷等效应。
自然界的雷电、地震、火山爆发、陨石碰撞、星体爆发等现象也可用爆炸力学方法来研究。
爆炸力学是流体力学、固体力学和物理学、化学之间的一门交叉学科，在武器研制、交通运输和水利建设、矿藏开发、机械加工、安全生产等方面有广泛的应用。
§1.2 爆炸力学的发展历程人们知道利用爆炸能为自己服务已经有很长的历史了，可以说从炸药发明以后就开始了。
黑火药是我国古代四大发明之一，这在我国是家喻户晓的常识，但在西方国家却不这么认为。
丁儆教授在1980年参加美国国际烟火技术会议（IPS)，在会上作报告述及中国发明火药和烟火技术的事实，引起许多欧美学者的惊异，因为西方教材中都说火药是英国的罗吉•培根（Roger Bacon）发明的，为了纠正西方的错误，丁儆教授回国后进行了中国古代火药和爆炸方面历史的研究，研究表明，大约在公元8世纪（唐朝），中国就出现了火药的原始配方，在十世纪已应用于军事，北宋初官修著的《武经总要》中记载有火炮、蒺藜火球和毒烟火球等几种实战武器的火药配方。
宋代周密揆在《葵辛杂记》中记载了火药产生的爆炸事故：“……守兵百余人皆糜碎无余，盈栋皆寸裂，或为炮风崩至十余里外。
”《宋史》记载元兵破静江时有：“……娄乃令所都人拥一火炮燃之，声如雷霆，震城土皆崩，烟气涨天外，兵多惊死者。
”火药的知识由阿拉伯人传入欧洲，直到十三世纪，英国人罗吉•培根才涉及火药的配方和应用，他的工作比中国人晚300~500年。
爆轰物理
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1.2炸药爆炸的基本特征
过程的高速度
C：8924kJ/kg Benzene(苯)：9762kJ/kg TNT：4190kJ/kg
C、苯燃烧的时间为数分钟至几十分钟； TNT爆炸仅需十几到几十个us。
由于炸药爆炸的时间极短，爆炸反应所放出的能量几乎全 部聚集在炸药爆炸前所占据的体积内，因此能达到很高的能量 密度。 ❖ 炸药爆炸过程进行的速度，系指爆轰波在炸药中传播的直线速 度，这个速度称为炸药的爆速。炸药的爆速通常在每秒数千米 至一万米之间。
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1.1基本概念
▪ 硝酸铵是化学肥料，被用于工程爆破炸药。 ▪ 因此，炸药与非爆炸物之间并没有十分明显的
界限。
❖ 【定义】：在适当外部激发能量作用下，可发 生爆炸变化（速度极快且放出大量热和大量气 体的化学反应），并对周围介质做功的化合物 或混合物。
➢ 炸药可以是固态、液态或气态，也可以是气 一液态或气一固态。军用和工业炸药多为固 态。
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1.1基本概念
3.爆轰（Detonation） 1881年，人们在研究管道中的火焰传播时发现
了爆轰现象，爆轰过程是一种强冲击波沿爆炸物一 层层传播的过程，在此过程中伴随着大量化学反应 热的释放。这种带有化学反应的冲击波就称为爆轰 波。
爆轰以波的形式在炸药中传播。
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1.1基本概念
【兵器名词大典】中爆轰的定义： ❖ 又称爆震。一种特殊的炸药爆炸现象，是一伴有大
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1.1基本概念
❖ 炸药的分类
按应用分：起爆药、猛炸药（高能炸 药）、发射药（或火药）以及烟火剂四类。
▪ 起爆药：很敏感，容易发生爆炸。主要用于 激发猛炸药爆炸的引爆剂，也叫初级炸药 （ Primary Explosive ） 。 常 用 的 有 ： 雷 汞 [Hg(OCN)2]、叠氮化铅[Pb(N3)2]等。
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Robert Hooke (1635-1703)
Willen Church The only building in existence that Robert Hooke designed and that is in original condition.
Hooke memorial window, St. Helen's, Bishopsgate, City of London.
Kolosov
发展出用复变函数处理弹性力学的一般方法
爆炸力学基础
第一章 绪论(introduction)
绪论(introduction)
•弹塑性力学的发展简史 •弹塑性力学的任务、基本假设与研究方法 •弹塑性力学的应用
•爆炸力学的概力学的发展简史
启蒙时期(1600—1700)
弹性力学根植于早期的数学和 物理研究，自牛顿时代以来才逐渐 从其中分离出来。最初的动机是为 了能够理解物体的断裂并进行有效 的控制。例如,Leonardo da Vinci 曾在他的笔记中记载了测试绳索拉 伸强度的一种实验，这或许对悬挂 他的画至关重要。由于绳索中缺陷 的统计分布，他认识到强度对长度 可能的依赖关系。
•Equations of motion in terms of components of stress with their boundary conditions
•Cauchy’s relation of elasticity tensor
Augustin-Louis Cauchy
Concepts of principal stresses
Saint-Venant
在十九世纪的中后期，科学家们得到了大量 的弹性力学基本解，并应用于工程实践。纳维尔 的学生圣· 维南在其中做出了卓越的贡献。1853年， 他提出了半逆解法，并得到了梁的弯曲和非圆截 面杆扭转问题的精确解，从而检验了材料力学中 在一定假设简化下得到的近似解的准确程度。此 外，他还提出了著名的圣· 维南原理。
在这一时期，弹性力学还有两个重要的发展。其一是 冯· 卡门和他的学生钱学森及钱伟长解决的薄壁结构大挠 度和屈曲的问题。量子力学奠基人之一，沃纳·海森堡 (1901——1976)博士论文中也对屈曲问题进行了研究。第 二个重大的发展来自于以柯洛索夫和穆斯海里什维里为代 表前苏联学派。他们发展了弹性力学的复变函数方法。穆 斯海里什维里在专著“数学弹性力学的几个基本问题”和 “奇异积分方程”对这一方法进行了阐述，其中解析函数 理论、柯西积分、奇异积分方程、保角变换和黎曼－希尔 伯特问题等数学概念方法构筑了线弹性平面和反平面问题 的理论基础。
各向同性弹性常数应是两个。
一般各向异性弹性固体的弹性张量之独立分 量的数目引起了激烈的争论。1837年，英国数学 家乔治· 格林(1793—1841)指出:如果存在应变能 函数，则联系6个应力分量和6个应变分量的36个 弹性常数中只有21个是独立的。1855年，苏格兰 物理学家开尔文勋爵(1824—1907)在更坚实的热 力学基础上对此加以讨论，指出对于等温或绝热 过程存在应变能。这也是他在热力学方面取得的 伟大成就的一部分。
• Theodore Von Karman H. S. Tsien W. Z. Chien G.I. Tailer • Werner Heisenberg -Large deflection and buckling
Von Karman
从复杂的试验结果和工程技术实践中抓住事物的 本质，提炼成力学模型，采用合理的数学工具，从而 提出解决工程技术问题的方案，最后再和试验结果比 较直到接近实际为止。这一套工作逐渐形成了应用力 学的方法。
a Scientist and an Engineer
弹性力学在工程领域的广泛应用应归功于铁木辛柯 的创造性工作。铁木辛柯出身于前俄罗斯贵族，师从空 气动力学之父普朗特。他尤其热心于弹性力学的工程应 用，在弹性基础梁、铁木辛柯梁、板壳力学和弹性振动 等方面都做出了巨大的贡献。铁木辛柯不仅是一位科学 家、工程师，同时也是一名伟大的教育家。由他编写的 教材几十年来一直在美国工学院使用。他同冯· 卡门一起 促进了应用力学在美国的繁荣。
George Green (1793-1841) (English)
• Mathematician and Physicist • Elastic potential • Elastic constants controversy At most 21 independent elastic constants
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Navier
Navier equation 各向同性弹性体方程,一个弹性常数。
Simon Denis Poisson(1781-1840) (French)
Poisson’s ratio
（1829）
1829年，法国科学家西 蒙· 丹尼斯· 泊松(1781－ 1840)考虑了单向拉伸时 的横向收缩问题。为纪 念他的贡献，横向收缩 与纵向伸长比值的负值 被命名为泊松比。另外， 泊松发现了杆的横波和 纵波，开创了弹性动力 学分析。
Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887)(German)
Founding master of electromagnetism « Mechanik »(1874)
Kirchhoff plate theory
Kirchhoff
由于十九世纪末德国科学家的突出贡献，使得德国取 代法国成为世界的研究中心。电磁学的奠基人之一，普鲁 士物理学家古斯塔夫· 罗伯特· 基尔霍夫(1824——1887)多 才多艺，在弹性力学领域也颇有建树。1876年，他出版了 著作“力学”，将弹性力学的应用领域扩展到一种新的几 何构形—板，在直法线假设的前提下，他运用虚功原理和 变分法导出了控制方程。在一维情况下，基尔霍夫板退化 为欧拉—柏努利梁。随着板和壳结构出现在土木和机械工 程领域，这一理论得到了广泛的应用。
Kolosov; Muskhelishivili (前苏联学派)
（柯洛索夫 穆斯海里什维里）
Complex potential method of elasticity. “Some Basic Problems in Mathematical Theory of Elasticity” “Singular Integral quations”
Longitudinal and
transverse waves
各向同性弹性体方程,两个弹性常数。
Augustin-Louis Cauchy(1789-1857)(French)
•Concepts of principal stresses and principal strain •Generalized Hooke’s law
体系的形成(1880—1950)
在这一时期，弹性力学的知识形成了一套完 整的理论体系。代表性著作是英国科学家勒夫的 《数学弹性理论》两卷 (1892—1893)。该部著 作的问世标志着十九世纪整个数学物理的研究中 心是弹性力学。除此之外，勒夫本人还在点源解 和勒夫波等方面对弹性力学做出贡献。
Augustus Edward Hough Love (1863-1940) (English) • the point source theory and Love wave • A treatise on the mathematical theory of elasticity(1892-1893)
《数学弹性理论》
Love
S.P.Timoshenko’s works
• Beams on elastic foundation • Timoshenko beam theory • Mechanics of plates and shells • Elastic vibration
S.P.Timoshenko
早期的发展(1700—1880)
在早期弹性力学的发展中，伯努利兄弟首先引入了 应力和应变的概念。1705年，雅克比·柏努利（瑞士数 学与力学家）在他生平的最后一篇论文中指出，要正确 描述材料纤维在拉伸下的变形，就必须给出单位面积上 的作用力(即应力) 与单位长度的伸长(即应变) 之间的 函数关系。1727年，莱奥哈尔德·欧拉（瑞士数学与力 学家,雅克比的弟弟约翰· 柏努利的学生）给出应力、应 变之间的线性关系，即 E 。1807年，托马斯· 杨发 展了一个类似的概念，因此现在通常称弹性系数E为杨 氏模量。
Galileo
（1564-1642）
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伽利略的悬臂梁结构实验装置
伽利略的杆受单向拉伸时的说明
Isaac Newton （1642-1727）
弹性关系的概念首先为英国科学家罗 伯特· 胡克提出。胡克定律发现于1660年， 发表时已经是1678年。在他的论文《论弹 簧》中，原始形式的弹性关系写为拉丁文 的字谜形式“ceiiiosssttuu”,重新排列后 为“ut tensio sic vis”,也就是现在所谓 的胡克定律,中文意思是“拉力与伸长成正 比”。胡克定律建立了线弹性的概念,但尚 未表达为应力和应变的形式。
对弹性力学作出卓越贡献的另一位法国科学家是奥古斯丁· 路易 斯· 柯西(1789——1857)。1822年，柯西在三维情况下规范了应力 的概念，揭示了应力具有二阶对称张量的性质。他的其他贡献包括： 提出将面力矢量和应力张量联系起来的柯西原理，提出主应力和主 应变的概念，推广了胡克定律，以及建立了用应力分量表示的弹性 体运动方程和边界条件。柯西还给出了几何方程，即当位移对坐标 的导数远小于1时，六个应变分量(三个拉伸分量和三个剪切分量) 可以表示为位移的导数。柯西不但是一位严谨的数学家，同时具有 很强的物理直觉。他从原子论的观点讨论了物体的弹性，利用势函 数导出了所谓的弹性张量的柯西关系，指出弹性张量具有完全对称 性。