自從人類誕生以來,源于生存環(huán)境的惡劣和追求生活水平的改善,他們對材料性能的鑒別也自覺或不自覺地進(jìn)行了關(guān)注。早在茹毛飲血的原始社會,為了有效地狩獵,人們就學(xué)會了選擇使用堅(jiān)硬的石塊、削尖的木棒作為武器獵殺小動物以獲得食物,同時也作為抵御猛獸傷害時進(jìn)行自衛(wèi)的武器。這個時期人們還居住在山洞中,雖然學(xué)會了鉆木取火,但對材料性能的了解還停留在膚淺的感性認(rèn)識上,只會簡單地選擇自然界現(xiàn)有的材料作為簡易工具進(jìn)行一些勞動和加工。進(jìn)入奴隸社會后,社會的需求促進(jìn)了制陶、冶煉業(yè)的發(fā)展,這時的人們不但會選擇使用不同的材料制造所需的物品,還學(xué)會了使用不同工藝制造新材料??脊艑W(xué)家挖掘發(fā)現(xiàn)的大量陶器、青銅器充分表明人類已經(jīng)從僅會選擇材料進(jìn)化到了能夠制造材料的新時代。
在歷史發(fā)展的漫長時間里,社會的快速發(fā)展已經(jīng)使人們不滿足于發(fā)現(xiàn)使用現(xiàn)成的自然材料了,研究新材料和制造新材料被提到了議事日程。特別是在歐洲資本主義發(fā)展早期,工業(yè)和科學(xué)的蓬勃發(fā)展使許多有識之士認(rèn)識到新材料的研究、制造和應(yīng)用不僅能夠促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)活動的發(fā)展,提高生產(chǎn)效率,還與涉及國家安危的防御能力有密切的聯(lián)系。
因此,在積極開展科學(xué)研究、探索新材料制造方法的同時,許多鑒別材料性能的方法、儀器也產(chǎn)生和制造出來。用于檢測材料性能的儀器有許多,有檢測材料機(jī)械性能的、有檢測材料物理性能的、有檢測材料化學(xué)性能的、還有檢測材料工藝性能的。本文將主要介紹用于檢測材料機(jī)械性能和工藝性能的試驗(yàn)檢測儀器。
與此同時,力學(xué)理論作為社會生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐長期發(fā)展的產(chǎn)物,也得到了長足的發(fā)展,它也是在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中逐漸充實(shí)完善的。我國的墨翟在公元前468年至公元前382年,在《墨經(jīng)》中就最早記述了有關(guān)水力學(xué)方面的理論。
古希臘阿基米德在公元前287年至公元前212年著的《論比重》提出了杠桿平衡公式(限于平行力)及重心公式,奠定了靜力學(xué)基礎(chǔ)。
荷蘭學(xué)者S.斯蒂文于16世紀(jì)解決了非平行力情況下的杠桿問題,發(fā)現(xiàn)了力的平行四邊形法則。
意大利的達(dá)芬奇在公元1452年至公元1519年研究了滑動摩擦、平衡、力矩:波蘭的哥白尼于公元1473年至公元1543年創(chuàng)立宇宙“日心說”=德國的開普勒于公元1571年至公元1630年提出行星運(yùn)動三定律=意大利的伽利略于公元1564年至公元1642年發(fā)現(xiàn)自由落體規(guī)律、慣性定律及提出加速度的概念。
英國偉大科學(xué)家牛頓在公元1687年版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書總其大成,提出動力學(xué)的三個基本定律,萬有引力定律,天體力學(xué)等。
物理學(xué)家愛因斯坦于公元1 879年至公元1955年創(chuàng)立了相對論力學(xué),為力學(xué)學(xué)科的發(fā)展作出了劃時代的貢獻(xiàn)。近年來我國科學(xué)家如錢學(xué)森、周培源、錢偉長等在力學(xué)理論研究方面也作出了突出貢獻(xiàn)。美國剛剛研制出的10倍音速的飛機(jī)就是根據(jù)錢學(xué)森在上個世紀(jì)50年代提出的理論研發(fā)的。
力學(xué)理論除了在材料的科學(xué)、合理應(yīng)用方面有著極其重要的理論指導(dǎo)作用。其實(shí)與材料試驗(yàn)、檢測儀器的研制、發(fā)展也是相輔相成、相得益彰的。許多材料試驗(yàn)、檢測儀器就是根據(jù)相關(guān)的力學(xué)理論研制的,例如杠桿結(jié)構(gòu)的機(jī)械式拉力試驗(yàn)機(jī)、紙張摩擦測試儀等。