材料力学是研究工程构件承载能力的基础性学科，也是固体力学中具有入门性质的分支。它主要以一维构件（杆件）作为研究对象，定量地研究构件内部在各类变形形式下的力学规律，以便于选择适当的材料，确定恰当的形状尺寸，在保证构件能够承受预定荷载的前提下，为设计既安全又经济的构件提供必要的理论基础、计算方法和实验技能。
各类工程构件要能够正常工作，须满足强度、刚度和稳定性三个方面的要求。
所谓强度，是指构件或结构抵抗破坏的能力。在一定的外荷载作用下，某些构件可能会在局部产生裂纹。裂纹扩展可能导致构件的断裂。而有些构件虽没有产生裂纹，但可能在局部产生较大的不可恢复的变形，导致整个构件失去承载能力。这些现象都是工程构件应该避免的。显然，用钢制构件代替木制构件，就能够提高构件的强度。所以，需要对各类工程材料的力学性能加以研究、分析和比较，把各类材料应用于最适合的场合；另一方面，也可以采用更加合理的结构形式，而不替换材料，不增加材料用量，也能提高结构的强度。例如，图1-1所示的矩形截面悬臂梁，仅仅改变构件的放置方向，就能提高构件抵抗破坏的能力。因此，在材料力学中，将全面地考虑影响构件强度的各种因素，并加以定量分析，从而使人们能够采取更为合理而可靠的措施提高构件的强度。
所谓刚度，是指构件或结构抵抗变形的能力。许多构件都应满足一定的变形要求。例如，在精密仪器的加工中，如果车床主轴变形过大，会严重影响加工精度，次品率大幅上升。如果超高层建筑在风荷载作用下产生太大的变形和晃动，会使住户产生不适感甚至恐慌感。所以工程中常常需要提高结构或构件的刚度。另外，跳水运动员往往希望跳板有足够的弹性和适当的变形量，以便帮助自己发挥出更高的水平，这就要求构件的刚度与使用要求相适应。针对工程中的实际要求，材料力学将研究构件的变形形式和影响因素，讨论控制构件变形的相关措施。
图1-1 矩形悬臂梁的截面与不同放置方向(www.xing528.com)
需要注意，不能把强度和刚度混淆，认为提高构件强度的同时也必然提高其刚度是不一定正确的。的确，有些措施可同时提高构件的强度和刚度。即使如此，它们在数量关系上也不一定是成正比的。在对于截面宽度为b，高度为h＝3b的矩形截面梁，若将图1-1（b）所示的梁横放形式变为图1-1（c）所示的竖放形式，则在同样的强度条件要求下，允许施加的荷载提高到h/b＝3倍；而在同样的刚度条件要求下，允许施加的荷载可以提高到（h/b）2＝9倍。另外，在不改变其他条件的前提下，用高强度的合金钢材代替普通钢材，可以提高构件的强度，却不能提高其刚度。因此，强度和刚度是完全不同的两个概念。
由图1-1可以看出，如果荷载沿竖直方向作用，并提高构件截面的高宽比h/b，有助于提高其强度和刚度。但是，过大的高宽比可能产生如图1-2所示的另外一类情况。当外荷载不是很大时，悬臂梁保持着仅在竖直平面内发生弯曲的平衡状态，如图1-2（a）所示；当荷载逐渐增大到一定数值时，原有的平衡状态变得很不稳定，极易转为图1-2（b）所示的状态，这种情况称为失稳。图1-3（a）中的压杆也存在类似的情况。工程结构或构件应该有足够的保持原有平衡状态的能力，这就是结构的稳定性。材料力学将以图1-3（a）所示的一类压杆为例研究各种因素对压杆稳定性的影响。
图1-2 悬臂梁的稳定性
图1-3 压杆的稳定性
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