材料力学与材料性能学的内涵看改称力学性能的问题
    The Problem of Renamed to “lixue xingneng” is Discussed from the Connotation of Material Mechanics and Material Properties//ZHAO Zhongping,ZHOU Qiang
烦恼 作文    Abstract: There is no hierarchical hyponymy between mechanics of materials and material properties. But when material “jixie xingneng” are changed to material “lixue xingneng”, they naturally become a part of mechanics of materials. At the same time, it caused another kind of opposite misunderstanding. This confounding of the relations and their cause and effect are worth studying. Our analysis shows that the still named “jixie xingneng” can clarify this conceptual problem.
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    Keywords: mechanics of materials; mechanical properties; genus-species relationship; experiments of mechanics of material; mechanical testing of material
    术语的语义范围必须准确,与相似的概念相区别。材料术语mechanical properties早年定名“机械性能”,改称“材料力学性能”后逐渐暴露出不少问题,最近又发现它与材料力学归属的矛盾,出现另一个概念性问题。
    材料力学是固体力学的分支学科,与材料科学或材料性能学没有从属关系。当材料术语mechanical properties定名“机械性能”时,以及即使刚开始有人改称“力学性能”时,这个概念也很清晰。如1990年出版的《材料力学》中“材料性能”只是全书九章中第一章基本概念(共9节)中的一小节。但改称“材料力学性能”后自然会引起误解,认为它属于材料力学,郭战胜老师就阐述,“从材料力学名字本身就可知其研究内容分属两个学科。第一个是固体力学,…统称为应力分析。第二个是材料科学中材料力学行为,即研究材料…的宏观力学性能和失效行为”,持有同样观点的还有范钦珊、倪樵等老师,明确认为材料力学的内涵包含材料性能学,并将材料力学性能试验归入材料力学实验。在这种理念指导下,材料力学课程都将材料性能的内容从原只有一小节扩大到单独成章,以示包含“力学性能”,但实际上仍是简要介绍,谈不上专业课程。
    而另一些学者正好相反,认为材料力学属于材料力学性能学科,如《材料力学性能》阐述:“材料力学所研究的内容仅限于均匀、连续、各向同性材料的弹性力学行为,不涉及或很少涉及微观机理、塑性变形和断裂行为,…可以说材料力学是材料力学行为(或性能)学科的分支和基础。”
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    这两种理念都认为材料力学和材料性能学存在属种关系,而属种概念正好相反。此外还有学者认为材料力学是固体力学与工程材料学的边缘学科。这些是概念上的混淆,理由如下。
    1. 英文materials可意指原材料,又可是器材或部件。材料力学的“材料”,实际指装配成机械(各种装置、工程结构)的构件等,因此称构件力学更确切。而材料性能学的“材料”是制造构件或机件的物质,它偏重于内部化学组成、生产工艺和。因此虽然研究对象都是“材料”,实际截然不同,这决定了该两学科并不存在属种关系,材料力学也不是边缘科学。
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    2.材料力学是将机械(装置)中的构件简化为杆件,研究其应力、变形和稳定性,选择适当的材料和截面形状及尺寸,为设计出既安全又经济的构件提供理论依据和计算方法。它仅与选材有关,但实际工程中对重要构件的选材要由材料工作者决定和签字。而工程材料学是研究材料成分及其合成、结构、工艺、性能与用途之间有关知识,以提高原材料的综合性能。材料力学与材料mechanical properties中的许多性能:工艺性能(压扁、弯曲和扩口等性能)、伸长率和冲击韧性等都没有直接关系,其应力分析也与规定应力状态下
的材料强度性能不一样。可知,这两个学科在研究对象、目的任务、假设条件、试验设备和方法以及结果上都不同,是性质不同的两种学科,基本互不包容,不是属种关系。
    3. 材料mechanical properties的歸属早已明确。根据“术语在线”(http://)公布的名词来看,即使将它称为“力学性能”,也只适用于冶金学、材料科学、机械工程学科,不属于力学(也不属于材料力学)。力学的性能不属力学岂不矛盾。在工程上,通常上述三个行业的关系是,冶金行业根据机械(定义:用力学原理组成的各种装置,如火箭、核容器,广义上包括桥梁等)构件的要求生产材料,供机械行业使用,材料的性能指标来自机械构件的服役和工艺制作要求,因此称为“机械性能”更合适。自改称“材料力学性能”后产生许多问题和矛盾[7-10],现在又出现了上述两种学科内涵和归属上的误解和混淆。
    4. 在文字逻辑上,如称“材料力学性能”则当然属于材料力学,就像平行四边形属于四边形。但材料性能学并不属于材料力学,就像三角形不属于四边形,这是基本概念。上已述它们是性质不同的两种学科,术语mechanical properties of materials也不是properties of mechanics of materials,因此不应称为“材料力学”的性能,宜称“材料机械性能”。力学是总称,它由各下位力学学科组成。材料性能学中最重要的理论基础是静力学和动力学(并不是材料力学),但并无静力学性能或动力学性能,即力学通常不以性能为表征。飞机逃生