理論力學(xué)、材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)合稱“工程力學(xué)”，是工程學(xué)科力學(xué)基礎(chǔ)中的三門主要學(xué)科。

理論力學(xué)的研究內(nèi)容包括靜力學(xué)、運動學(xué)與動力學(xué)，有很多內(nèi)容與《物理學(xué)》中的力學(xué)部分相重復(fù)，當(dāng)然也有深化的內(nèi)容。在工程學(xué)科中，尤其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其靜力學(xué)部分用到的更多一些。

實際上，在機械工程與航空航天工程中，運動學(xué)是很重要的一個內(nèi)容。以機械工程為例，機構(gòu)的設(shè)計首先需要分析其運動狀態(tài)，求出各組成部分的速度與加速度，然后才能借助動力學(xué)方程進(jìn)行力的分析，其中當(dāng)然離不開靜力學(xué)知識。在流體力學(xué)中也是如此，以壓力管道彎頭鎮(zhèn)墩計算為例，在分析其受力狀態(tài)時，需要利用動力學(xué)中的動量方程來計算水的沖擊力。

所以，在建筑結(jié)構(gòu)中，相對而言其靜力學(xué)部分的應(yīng)用更多一些。動力學(xué)計算中的擬靜力法（如抗震計算中基于反應(yīng)譜理論的方法），實際上源自于理論力學(xué)中的達(dá)朗貝爾原理（亦稱動靜法，就是把動力學(xué)問題轉(zhuǎn)化為靜力學(xué)問題來處理）?？梢哉f，理論力學(xué)是力學(xué)學(xué)科群的基礎(chǔ)，在材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)，乃至彈塑性力學(xué)等等，都涉及到力的平衡關(guān)系，而這正是靜力學(xué)研究的內(nèi)容。

材料力學(xué)研究桿件的受力與變形，其基本變形包括軸向拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)與彎曲，更復(fù)雜的變形無非是這些基本變形的組合而已（如壓桿穩(wěn)定就是彎曲與軸向受壓的組合），與之相應(yīng)的內(nèi)力包括軸力、剪力、扭矩與彎矩。從微觀角度看，基本變形可歸結(jié)為正應(yīng)變與切應(yīng)變，基本內(nèi)力可歸結(jié)為正應(yīng)力與切應(yīng)力，而聯(lián)系應(yīng)力與應(yīng)變的橋梁就是胡克定律。

材料力學(xué)的研究方法從宏觀上看就是取隔離體，然后研究力的平衡關(guān)系。其中用到三個基本方程：靜力平衡方程、幾何方程和物理方程。靜力平衡方程是理論力學(xué)中靜力學(xué)的內(nèi)容；幾何方程是桿件變形后基本尺寸之間空間關(guān)系的度量；物理方程也稱本構(gòu)方程，就是描述應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，也即上述胡克定律（考慮復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時也就是廣義胡克定律）。當(dāng)然在上述研究過程中需要幾個基本假定：線彈性、連續(xù)均勻、各向同性及小變形。若超過一定限度，就會產(chǎn)生很大的誤差，此時需要用彈塑性力學(xué)、斷裂損傷力學(xué)等進(jìn)行研究。

在材料力學(xué)中，還會研究截面的一些幾何性質(zhì)：面積、靜矩、慣性矩、慣性積、極慣性矩、慣性半徑，等等。既然是幾何性質(zhì)，那就純粹是一個數(shù)學(xué)問題，實際上大多也是用積分的方法進(jìn)行計算的。這里并不存在大的難度，只是如組合截面等其計算繁瑣一些而已。

結(jié)構(gòu)力學(xué)研究桿系結(jié)構(gòu)的受力與變形問題，研究的是具體的實用的結(jié)構(gòu)，如框架、排架、拱、桁架等結(jié)構(gòu)。桿系結(jié)構(gòu)是由桿件組成的，拆開來就是一根根桿件。所以結(jié)構(gòu)力學(xué)的基礎(chǔ)是材料力學(xué)，因為說到底其基本變形與內(nèi)力完全與材料力學(xué)研究的相同。由于組成了桿件體系，所以就有不同的研究方法。

其基本的方法就是力法與位移法，從實用性出發(fā)，又衍生出一些迭代解法，如彎矩（力矩）分配法，剪力分配法，框架結(jié)構(gòu)分析中的反彎點法與D值法，拱結(jié)構(gòu)分析中的彈性中心法，等等。進(jìn)一步離散后，就是矩陣位移法，再進(jìn)一步延伸與擴展到目前應(yīng)用廣泛的有限元法，只不過一個只適用于桿件結(jié)構(gòu)（又可稱作“桿件結(jié)構(gòu)有限元分析”），一個更適用于連續(xù)介質(zhì)（包括固體與流體），故其適用范圍更廣。

所以，力學(xué)的發(fā)展都是一步一步地由淺入深、由易到難、由簡到繁而來。沒有理論力學(xué)作為基礎(chǔ)，就無法分析結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡關(guān)系，就無法計算出支座反力與結(jié)構(gòu)內(nèi)力。沒有材料力學(xué)作為鋪墊，就無法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形分析。因此，這就很難說哪個比哪個更重要，而是一個循序漸進(jìn)的過程。

我覺得力學(xué)的學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)具有可比性，不能因為高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍更廣、解決問題更深入、有時甚至于更簡潔，就可以忽視初等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，因為數(shù)學(xué)中的一些基本運算法則（如結(jié)合律、交換律、分配律等），一般同樣適用于高等與初等數(shù)學(xué)，而且是在總結(jié)初等數(shù)學(xué)運算規(guī)律基礎(chǔ)之上得來的（當(dāng)然，在高等數(shù)學(xué)中也存在如不適用交換律這樣的情況，這是與初等數(shù)學(xué)的重大區(qū)別）。因此，學(xué)科中存在的這種繼承性與擴展性，是一門學(xué)科發(fā)展中的基本的內(nèi)在規(guī)律，也是其不斷走向成熟與完善的重要標(biāo)志。

審核編輯 ：李倩