研究工程结构中杆状构件（简称杆件）的强度、刚度和稳定性的力学分支。杆件的强度是指杆件抵抗破坏的能力，刚度是指它抵抗变形的能力，稳定性是指杆件保持其原有平衡状态的能力。为了保证工程结构的安全和正常工作，同时又符合经济的原则，结构中的每一杆件都必须有充分而合理的强度、刚度和稳定性。材料力学提供了解决这三方面问题的基础知识。其中最重要的是强度问题，所以材料力学又称材料强度学。

材料的力学试验 杆件的强度、刚度和稳定性与所用材料的力学性质有关，而材料的力学性质要由实验测定，因此，实验在材料力学中占有重要地位。最基本的实验是在室温条件下测定材料的力学性质的静拉压试验。由实验可以测得衡量这些性质的主要指标，如比例极限、屈服极限、强度极限、弹性模量、泊松比等，作为分析计算的依据。实验对建立和验证材料力学的理论也有很大的作用。在材料力学中研究杆件，除了从静力学、几何学和物理学三方面进行分析以外，为了简化数学推导，还引用一些关于杆件变形状态和应力分布的假定。这样建立起来的材料力学属于固体力学的初等理论。其假定是以实验为基础的。由此进行分析，所得的结果是否符合实际，往往也需经过实验验证。

强度、刚度和稳定性计算 杆件在外力作用下发生变形的基本形式有以下四种：拉伸与压缩（图 1）；剪切（图2）；扭转（图3）；弯曲（图4）。例如，桁架中的杆件、铆钉、螺栓、发电机的轴、水闸公路桥或工作桥的大梁，一般被简化为发生上述基本变形的杆件。分析杆件在每一种基本变形下的内力和应力，可以建立相应的强度条件。分析变形和位移，可以建立刚度条件。根据这些条件进行杆件的强度或刚度计算，即选择杆件截面尺寸，确定承载能力或进行校核。如果杆件的变形是几种基本变形的组合，则可先分别计算在每一种基本变形下杆件的内力、应力、变形、位移，再根据叠加原理加以组合得到总的结果，以此进行强度和刚度计算。在材料力学中，稳定性计算主要是对压杆（柱）进行的。杆件的强度、刚度和稳定性都必须有足够的储备。为此，在计算中都应引入一个安全系数。安全系数是应力（或位移）的极限值与容许值之比。其数值恒大于1。在工程设计规范中常常对各种安全系数作了具体的规定。

图1 拉伸与压缩

图2 剪切

图3 扭转

图4 弯曲

图5 弯曲正应力

杆件截面上各点处的应力一般是不相同的。例如，杆件弯曲时横截面上的正应力σ就不是均匀分布而是按直线规律分布的（图 5）。上述图中P 为拉力或压力，Q 为剪力，T 为扭矩，M 为弯矩。另外经过同一点在不同方位截面上的应力也是不同的。通过一点所作各微截面的全部应力情况称为该点的应力状态。经过应力状态分析，如果求得杆件中最危险的点处于单向应力状态，可以直接用这点的单向应力进行强度计算。如果这点不处于单向应力状态，那就要用强度理论建立强度条件，进行强度计算。常用的强度理论有最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大剪应力理论和形状改变比能（畸变能）理论。这些理论是逐渐发展起来的。其中前两个适用于脆性材料，后两个适用于塑性（延性）材料。

发展概况 材料力学的发展是和整个固体力学的发展分不开的。它和固体力学的其他分支互相结合，互相渗透。尤其是在水利工程中，有不少结构或构件不能简化成典型的杆件，更需要用材料力学和其他力学相结合的方法来分析。例如重力坝，其常用的应力分析方法就是材料力学和弹性力学相结合的方法。材料力学本来只研究弹性杆件在静荷载下的强度、刚度和稳定性问题。随着生产的发展和科学技术的进步，材料力学的研究范围就从弹性发展到非弹性（如考虑材料的塑性、蠕变、松弛等），从静荷载发展到动荷载（如冲击荷载、交变荷载等）。近年来，固体力学的新兴分支如断裂力学、复合材料力学等又不断充实更新了材料力学。