计算力学的发展方向

计算力学的研究从宏观深入到细观与微观，并实现宏细微观的结合，由此推动细观力学的发展和纳观力学的形成。研究的过程从宏观力学所涉及的强度条件、固体变形到宏观裂纹扩展的破坏过程，引申为研究固体由变形、损伤的萌生演化、宏观裂纹的出现直至破坏的全过程，这是到目前为止尚未克服的难题。宏细微观的结合，给这项研究带来了新的希望。

在越来越大、越来越复杂的机械系统中，有不少问题还没有被深刻认识。在对复杂的非线性系统的直接建模时，由于其行为的复杂性，给系统的建模和求解带来许多新的理论上和计算上的困难。例如，各种机器人的研制中，需要研究组成机器人多体系统的运动和控制的算法；人造卫星和宇航空间站往往带有大尺寸的柔性构件和液体，为保证其稳定性，需要探索分析这类既有刚体，又有大变形的柔性构件和液体的系统的理论和计算方法。

以计算机为基础的计算力学不但要研究算法本身，还要以计算机为应用工具开发新的研究领域。例如，基于知识的全自动有限元模型化系统，有限元法和边界元法的前后处理系统，结构分析与优化的平行算法，这些成果将有助于计算力学软件真正集成到CAD/CAM中。结构破坏的计算机模拟和动态显示的研究成果，已经使计算力学的研究手段可以在更大的范围内，有效地指导实验的准备直到代替实验手段。

复杂系统的计算机仿真是计算力学、计算机科学与计算数学的交叉，又是计算力学与广泛的工程和科学领域的交叉。固体的本构理论和计算机科学的最新发展（包括符号处理、专家系统、图形与图象处理、并行计算、反问题算法等）给复杂系统的计算机仿真提供了条件。

仿真的关键在于计算力学的研究，研究重点包括：