구조물의 구성부재가 여러 종류의 외부 힘을 받았을 때 나타나는 응력 ·변형 ·강도 등 역학적인 문제를 이론 및 실험적으로 연구하는 학문이다. 공학의 모든 분야에 있어서 중요한 기초학문 중 하나이다. 편광(偏光)을 사용하여 구조물 내부에 발생하는 응력분포 상태를 실험적으로 연구하는 광탄성학도 재료역학의 한 분야이다.
주로 공업재료의 탄성 ·변형 ·강도 ·내부조직 ·분자구조 등의 성질을 여러 각도에서 탐구한다. 또한 공업재료로 제작된 기재나 구조물 및 이들을 구성하는 부재 등 각 요소에 작용하는 외부 힘의 종류 ·크기 등을 추정하며, 이들에 의하여 발생하는 내부의 응력 ·각부의 변형 ·변형의 분포상태 등을 연구한다. 그 외에도 변형기구나 파괴기구 등에 대하여도 이론과 실험을 통해 연구한다. 공업용으로 사용하고 있는 단조 ·압연 ·인발 ·판금가공 등 금속재료의 탄성 및 소성 변형에 관한 역학적 연구도 재료역학의 중요한 연구분야이다.
재료역학의 주요 목적은 다음과 같다. ① 공업재료를 조사한다. ② 그 재료가 가진 성질 이나 목적에 따라 적당히 사용한다. ③ 기계나 구조물 등이 가지는 강도를 가장 합리적으로 계산하고, 사용 중에도 이상이 없도록 안정되게 하며, 경제적으로 설계한다. 목적이다. 예를 들면, 승강기를 설치할 때에는 인장력만이 작용하므로, 이곳에는 쇠줄 등을 사용할 수 있다. 승강기 그 자체 및 그 안에 타는 인원수에 따라, 끊어지지 않을 정도의 굵기가 되도록 계산하고, 사고가 일어나지 않도록 설계하는 데 재료역학 이론을 적용한다. 또한 보통 인장저항에 비하여 압축저항이 큰 콘크리트 ·돌 ·벽돌 등은 구조물의 토대와 같이 압축력이 작용하는 경우에만 사용한다.
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