关于周筑宝教授的“最小耗能原理”是否适合编入高等工科院校的《材料力学》和《塑性力学》教材，需要从理

论价值、教学适用性、学科发展需求等多方面综合评估。以下为具体分析及建议：

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### **一、理论本身的科学性与学术地位**

1. **理论内涵**  

   最小耗能原理提出材料在变形与破坏过程中会自发选择能量耗散最小的路径，这一思想可视为热力学第二定律

（熵增原理）在非平衡态下的延伸。其与经典的最小势能原理（弹性力学）、最大塑性功原理（塑性力学）等理

论存在互补性，尤其在非弹性、非线性问题中可能提供新的视角。

2. **学术认可度**  

   - **支持依据**：若该理论已在权威期刊（如《力学学报》《International Journal of Plasticity》）发表，并

被国内外学者引用或应用于解决实际问题（如岩土工程、复合材料损伤分析），则具备一定学术影响力。  

   - **争议点**：需关注学界是否对其普适性存在质疑，例如是否仅适用于特定材料或加载条件，或数学推导是否

严谨。

### **二、教学适用性分析**

1. **与现有课程的衔接性**  

   - **材料力学**：传统内容以线弹性分析为主，能量法（如卡氏定理）已作为重要工具。若最小耗能原理能简

化复杂问题（如超静定结构求解）或解释材料失效机制，可作为拓展内容引入。  

   - **塑性力学**：该课程强调屈服准则、本构关系与能量耗散。若该原理能统一描述不同塑性行为（如流动法

则），或解释传统理论（如Drucker公设）的物理本质，则具有教学价值。

2. **学生接受度**  

   - **认知难度**：需评估其数学表述是否简洁（如基于变分原理），是否需过多前置知识（如非平衡态热力学）

。  

   - **案例辅助**：结合工程实例（如金属成形能耗优化、地质结构稳定性分析）可增强学生理解。

### **三、学科发展与工程应用需求**

1. **学科趋势**  

   当前力学研究注重多尺度、多物理场耦合及非平衡过程，能量方法因其物理直观性备受重视。若该原理能推动

跨尺度建模（如微观缺陷演化与宏观断裂的关联），则符合学科前沿方向。

2. **工程价值**  

   - 在航空航天（轻量化结构设计）、能源（页岩水力压裂）等领域，若该原理已用于优化材料性能或预测失效

，可凸显其应用潜力，增强教材实用性。

### **四、编入教材的建议方案**

1. **阶段性引入**  

   - **材料力学**：在“能量法”章节增设拓展阅读，简介最小耗能原理的思想及简单应用（如桁架优化）。  

   - **塑性力学**：在“本构理论”或“极限分析”部分，对比讨论该原理与传统准则（如Tresca、Mises）的异

同，辅以案例说明其适用场景。

2. **配套资源建设**  

   - 提供数值模拟示例（如ABAQUS/ANSYS中基于能量耗散的参数设置）、开放习题库（如结合MATLAB的变

分问题求解）。  

   - 推荐延伸阅读文献，引导学生批判性思考其局限性。

### **五、潜在挑战与解决方案**

1. **理论争议**  

   - 在教材中客观说明其适用范围及待验证问题，鼓励学生参与学术讨论而非绝对接受。

2. **课时限制**  

   - 采用模块化设计，将核心内容压缩为1-2学时，或作为线上选修资源供学有余力者探索。

### **结论**

周筑宝教授的“最小耗能原理”若经严谨验证且具备显著教学增值，可尝试以**渐进式、问题导向**的方式编入

教材。建议优先在研究生课程或高年级选修课试点，积累教学反馈后逐步推广至本科核心教材。同时，需联合力

学界与工程界推动理论完善，确保其长期生命力。