固体力学的起源很早。中国在战国时代的著作《墨经》记载：“发均，县（悬）轻重。而发绝，不均也。均，其绝也莫绝。”以一种类比的说法指出，在超静定问题中，各个构件都要均匀地承受外载，结构才不易破坏。隋开皇至大业年间（约595～605）建造的赵州石拱桥，已蕴含了近代杆、板、壳体设计的一些基本思想。随着实践经验的积累和工艺精度的提高，人类在房屋建筑、桥梁和船舶建造等方面都不断取得辉煌的成就。

现代固体力学学科的发展起源于西方。弹性固体的力学理论是在实践的基础上于17世纪发展起来的。英国的R.胡克于1678年提出，物体的变形与所受外载荷成正比，后称为胡克定律。瑞士的雅各布第一·伯努利在17世纪末提出关于弹性杆的挠度曲线的概念。而丹尼尔第一·伯努利于18世纪中叶首先导出棱柱杆侧向振动的方程。瑞士的L.欧拉于1744年建立了受压柱体失稳临界值的公式，又于1757年建立了柱体受压的方程，成为第一个研究稳定性问题的学者。法国的C.-A.de库仑在1773年提出了材料强度理论，还在1784年研究了扭转问题并提出剪切的概念。这些工作为深入研究弹性固体的力学理论奠定了基础。

法国的C.-L.-M.-H.纳维于1820年研究了薄板弯曲问题。1821年和1822年，纳维和A.-L.柯西先后给出弹性力学基本方程。柯西提出的应力和应变的严格定义对后来弹性理论及至整个固体力学的发展产生了深远的影响。法国的S.-D.泊松于1829年得出了受横向载荷平板的挠度方程。法国的A.J.C.B.de圣维南于1855年用半逆解法解出了柱体扭转和弯曲问题，并提出著名的圣维南原理。德国的F.E.诺伊曼建立了三维弹性理论，并建立了研究圆轴纵向振动的较完善的方法。德国的G.R.基尔霍夫提出梁的平截面假设和板壳的直法线假设，还建立了板壳的准确边界条件并导出平板弯曲方程。

英国的J.C.麦克斯韦在19世纪50年代完备地发展了光弹性的应力分析技术后，又于1864年对只有两个力的简单情况提出了功的互等定理。随后，意大利的E.贝蒂于1872年对该定理加以普遍证明。意大利的A.卡斯蒂利亚诺于1873年提出了对于杆件系统的卡氏第一和卡氏第二定理。德国的F.恩盖塞于1884年提出了余能的概念。1877～1878年，英国人瑞利在《声学原理》中系统总结了弹性动力学，即振动与波的早期结果，从机械守恒出发还提出了简化计算振动频率的方法，这个方法在1908年为W.里兹发展和推广，后称为瑞利-里兹法。

美籍匈牙利人T.von卡门首先建立了弹性平板非线性的基本方程。苏联的N.I.穆斯赫利什维利于1933年发表了弹性力学复变函数方法。美国的L.H.唐奈于同一年研究了圆柱壳在扭力作用下的稳定性问题，并在后来建立了唐奈方程。W.弗吕格于1932年和1934年发表了圆柱形薄壳的稳定性和弯曲的研究成果。1940年前后，苏联的V.Z.符拉索夫建立了薄壁杆、折板系、扁壳等二维结构的一般理论。此外，弹性固体的力学理论还不断渗透到其他领域，如用于纺织纤维及人体骨骼、心脏、血管等方面的研究。

1773年，库仑提出土的屈服条件，这是人类定量研究塑性问题的开端。1864年H.特雷斯卡在对金属材料研究的基础上，提出了最大剪应力屈服条件，它和后来奥地利的R.von米泽斯于1913年提出的最大畸变能密度屈服条件是塑性理论中两个最重要的屈服条件。19世纪60年代末70年代初，圣维南提出塑性理论的假设，并建立了基本方程。在塑性理论的发展过程中先后出现了五种理论：①继圣维南之后，经M.莱维、米泽斯、L.普朗特、A.罗伊斯、W.普拉格、D.C.德鲁克、A.A.伊留申等近90年的努力建立的一整套塑性增量理论。②德国的H.亨奇于1923年建立的滑移线理论。③由亨奇于1924年提出，后由伊留申发展的塑性全量理论。④米泽斯于1928年开创的塑性位势理论。⑤20世纪30年代发展起来的塑性极限分析理论。

第二次世界大战以后，有限元法和电子计算机在固体力学中得到广泛应用。M.J.特纳等人于1956年提出有限元法的概念后，有限元法发展很快，在固体力学中被大量应用，解决了很多复杂的问题。

固体材料与结构总是存在裂纹，这促使人们去探讨裂纹尖端的应力和应变场以及裂纹的扩展规律。20世纪20年代，A.A.格里菲思首先提出了玻璃的实际强度取决于裂纹的扩展应力的观点。G.R.欧文于1957年提出应力强度因子及其临界值概念，用以判别裂纹的扩展，从此诞生了断裂力学。随后，P.C.帕里斯提出了裂纹扩展的规律。H.利伯维茨和J.埃夫蒂斯从能量分析角度提出了非线性范围的断裂韧度的概念。在此基础上，断裂力学理论在20世纪60～70年代取得了重大的发展，包括A.A.韦尔斯和F.M.伯德金等人提出的裂纹尖端张开位移（CTOD），J.R.赖斯研究塑性区内裂纹前缘的应力场和应变场而提出的J积分等。

随着新材料在工程中的应用，诞生了相应的固体力学新分支。复合材料力学发端于20世纪50年代。复合材料力学研究有宏观、细观和微观三个方向。固体力学各分支在各向同性材料研究中所形成的基本概念和力学理论一般仍能应用于复合材料，但复合材料本构关系上的复杂性以及破坏模式的多样性，大大增加了研究难度。相应研究从复合材料宏观力学性能到复合材料细观力学，特别是考虑材料微细观结构的振动和波动力学，目前仍是固体力学的研究热点与难点之一。智能材料与结构力学于20世纪70～80年代开始发展并逐步建立起来，引起国际学术界的广泛重视，研究对象包括形状记忆材料、铁磁材料、铁电材料，以及21世纪初期兴起的多铁性材料等。

进入21世纪，固体力学学科的发展体现出新的特征与趋势。首先，研究对象具有跨尺度和复杂性特征，以适应新材料新结构及其复杂服役环境的需求，发展了诸如微纳米力学、超常环境下材料与结构力学等新兴的研究方向。其次，研究手段突破传统模式的桎梏，以跨学科、交叉性和系统性为特色，发展了仿生材料与结构力学等研究方向。

固体力学的分支学科众多，它们在研究对象和所关注的问题方面各有侧重，但又相互交叉。

固体力学中最早发展起来的一个分支，主要研究固体材料的宏观力学性能，构件的应力、变形状态和破坏准则等，以解决杆件或类似杆件构件的刚度、强度和稳定性等问题，为工程设计提供依据。某种意义上说，材料力学可以看作是弹塑性力学和结构力学的一些特例问题的研究。

弹性力学和塑性力学都是研究固体材料在外部载荷作用下，内部所产生的变形、应力和其他物理量的响应。二者的区别在于外载导致的固体材料响应是否超过了弹性极限。若外载撤除后材料完全恢复到初始状态，则属于弹性力学的研究范畴；若仅是部分恢复甚至完全不恢复，则认为材料发生了塑性变形（永久响应），属于塑性力学的研究范畴。本构理论是研究固体材料内部功共轭的物理量（如应力和应变）之间关系的理论。本构关系是固体材料的本征属性，不随外载条件而变化，是弹塑性力学研究的重点之一。此外，弹塑性力学的研究范围也包括材料强度、结构稳定性等问题。

与强度理论材料力学和弹塑性力学在讨论材料破坏时没有考虑材料内部缺陷的影响。断裂力学是研究材料和工程结构中裂纹扩展规律的一门学科，损伤力学是研究各种外载条件下物体中的损伤（缺陷或微裂纹等）随变形而发展并最终导致破坏的过程和规律的学科。损伤及其演化是材料与结构强度、刚度、韧性下降，或剩余寿命减少、性能劣化的原因。建立在断裂力学和损伤力学研究基础之上的强度理论，能够更有效地预测材料与结构的破坏行为。

研究工程结构受力和传力规律以及结构优化的学科。工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统，包括杆、板、壳以及它们的组合体，如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。材料力学中研究的杆梁类构件也包括在结构力学的研究对象中。结构力学是土木、建筑、飞行器设计等专业的重要基础。

土力学和岩石力学是运用力学、物理学等基本原理来研究土和岩石的力学、物理等方面性能，以解决工程实际问题的应用学科。土的力学模型主要为松散颗粒集合体（砂性土）和在黏结力作用下形成网状结构的颗粒集合体（黏性土）；岩石力学模型的特点为非均质、各向异性、非连续，且内部存在应力等。流变学主要关注材料与时间相关的变形和流动规律，研究对象的本构关系是应变率相关的，例如聚合物、混凝土、生物材料等。复合材料力学研究复合材料及其结构的变形、损伤、断裂以及在动载荷作用下的响应和破坏，其主要基础是各向异性力学，而细观力学与复合材料力学在发展过程中起到了相辅相成的作用。电磁固体力学研究具有电磁性质的可变形固体与电磁场及力学载荷之间相互作用的问题，其主要特征是材料的多场耦合本构。

就本质而言，力学中的所有问题都是动力学问题，只有当材料或结构的惯性效应可忽略时才能作为静力学问题处理。结构动力学是研究结构对于动载荷的响应的分支学科，主要关注结构的总体惯性效应，即结构整体对动载荷的响应，如结构振动问题。波动力学是研究固体材料和结构中应力波传播的分支学科，在波动问题中起主要作用的是材料的局部惯性效应，关注的是材料对动载荷的前期响应。塑性动力学是研究弹塑性材料在冲击、爆炸等短时强载荷作用下的应力、变形和运动规律的分支学科，其主要特征表现为固体材料在高应变率条件下特有的力学行为。

固体力学的研究手段主要是理论、实验、计算三方面，三者紧密相关，又各有其特点。

固体力学建立在连续介质假设基础之上，认为物质所占有的空间可以近似地看作连续地无空隙地充满着“质点”，质点所具有的宏观物理量满足一切应该遵循的物理定律；它对物质的微观结构不做任何假设，反应物质宏观统计特性的物理常数通常由实验来确定。固体力学问题的基本方程包括力的平衡方程或运动方程，反映应变与位移之间关系的几何方程，以及反映物性关系的本构方程，这些方程加上特定的边界条件和初始条件，就形成了固体力学的求解体系。静力学与各类动力学问题的区别主要体现在运动方程的复杂程度。大变形与几何非线性的复杂性主要体现于几何方程与平衡方程中。各类材料在不同工况下所体现出的迥异物性，如弹性、塑性、黏弹塑性、各向异性、多场耦合特性等，则由本构方程来描述。随着学科的发展和新材料的出现，理论研究方法逐步丰富，例如研究材料内部结构和性质与材料宏观性能关联的细观力学，考虑表界面应力效应的微纳米力学等，但固体力学始终架构在连续介质理论的基本框架上。

固体力学的实验研究主要分为四类。第一类是材料力学性能实验，主要目的是确定材料本构模型和破坏准则，并给出模型系数。例如最简单的各向同性材料线弹性本构，实验中需要确定的系数包括弹性模量、泊松比、弹性极限等；对于塑性、率相关、各向异性、多场耦合等复杂情况和损伤断裂问题，实验设计和系数确定将十分复杂。第二类是应力分析实验，即针对几何形状和受载情况复杂的实际构件，实验测试其关键部位乃至全场的应力与应变分布。第三类是验证理论公式的实验。第四类是研究发现新现象的实验。

固体力学实验的主要测试对象是应力和应变。除了光弹法能够直接测试透明试件内的应力分布以外，其他技术都是通过应变测量来反推应力值，包括电阻或光纤应变计测试、云纹法、散斑法、数字图像相关法等。将应变计与特殊结构设计的弹性元件相结合的传感器，还可以测试载荷、加速度等物理量。

固体力学问题的数学建模完成后，多数情况下需要进行数值求解。数值求解的核心思想是选取满足边界条件的近似函数，采用有限自由度体系代替无限自由度连续体进行求解，这在早期的里兹法和伽辽金法中已经体现。计算机技术的发展使得离散化求解成为可能，现代数值方法不再需要在整个求解域中选取近似函数，仅需在求解域局部保证近似函数满足微分方程。

有限元法是固体力学中应用最为广泛的数值方法，其基本理论与方法已发展成熟，并借助许多商用软件在工程应用中得到推广，能够解决绝大部分的静力学问题，并且在动力学、几何非线性、材料非线性、断裂等问题的求解方面也取得了长足的发展。边界元法以边界积分方程问题为理论基础，采用解析基本解，只在边界划分单元，具有降低维度、减小离散误差的特点；对局部应力分析、弹性裂纹分析、无限域问题等有一定优势，但其适用范围没有有限元法广泛，而且传统的边界元法难以求解大规模问题。无网格法只需按照一些任意分布的坐标点构造插值函数离散控制方程，不需要划分网格，避免了有限元法在求解高速冲击等问题时的网格畸变。离散元法以具有一定形状和转动惯量的离散体模拟研究对象，离散元之间通过界面的接触力相互作用，多用以计算离散颗粒组合体的变形及破坏过程，应用在岩土力学等领域。力学与化学和物理学交叉融合，借鉴分子动力学和第一性原理等计算方法，能够分析微纳尺度材料的力学行为，甚至计算获得材料的物性参数，为固体力学研究提供了有益的补充。

随着应用需求的不断增长，新型材料和先进结构不断涌现且其服役环境日趋复杂和极端。为了刻画各种先进固体材料与结构在复杂甚至极端环境下的跨层次、多尺度、多场耦合力学行为，需要构建新的本构框架、揭示新的破坏机理、发展新的强度理论；需要突破现有计算和实验体系/范式的局限，为固体力学基础理论研究和工程应用提供更有力的方法和工具支撑；需要强化与其他学科之间的交叉融合，开辟固体力学研究新疆域。未来的主要研究方向包括非经典本构关系与变形理论、多场多尺度破坏机理和强度理论、材料动态本构行为与复杂结构动力学、极端环境下材料与结构力学、基于数据驱动的计算固体力学方法与结构优化设计、材料与结构内部力学参量的实验测试与表征方法、物理检测与虚拟实验相融合的结构强度与寿命评价、面向先进制造的设计制造一体化工艺力学，以及软物质与软体机器人力学、生医力学、仿生力学、微电子器件力学、化学固体力学等新兴交叉力学领域。