材料力學(mechanics of materials)是研究材料在各種外力作用下產生的應變、應力、強度、剛度、穩定和導致各種材料破壞的極限。一般是機械工程和土木工程以及相關的大學生必須修讀的課程，學習材料力學一般要求學生先修高等數學和理論力學。材料力學與理論力學、結構力學并稱三大力學。材料力學的研究對象主要是棒狀材料，如桿、梁、軸等。對于桁架結構的問題在結構力學中討論，板殼結構的問題在彈性力學中討論。

定義：固體力學的一個分支，研究結構構件和機械零件承載能力的基礎學科。其基本任務是：將工程結構和機械中的簡單構件簡化為一維桿件，計算桿中的應力、變形并研究桿的穩定性，以結構能承受預定的載荷；選擇適當的材料、截面形狀和尺寸，以便設計出既安全又經濟的結構構件和機械零件。

在結構承受載荷或機械傳遞運動時，為各構件或機械零件能正常工作，構件和零件必須符合如下要求：

①不發生斷裂，即具有足夠的強度

②構件所產生的彈性變形應不超出工程上允許的范圍，即具有足夠的剛度

③在原有形狀下的平衡應是穩定平衡，也就是構件不會失去穩定性

對強度、剛度和穩定性這三方面的要求，有時統稱為“強度要求”，而材料力學在這三方面對構件所進行的計算和試驗，統稱為強度計算和強度試驗。

為了確保設計安全，通常要求多用材料和用量材料；而為了使設計符合經濟原則，又要求少用材料和用廉價材料。材料力學的目的之一就在于為合理地解決這一矛盾，為實現既安全又經濟的設計提供理論依據和計算方法。

研究內容：在人們運用材料進行建筑、工業生產的過程中，需要對材料的實際承受能力和內部變化進行研究，這就催生了材料力學。運用材料力學知識可以分析材料的強度、剛度和穩定性。材料力學還用于機械設計使材料在相同的強度下可以減少材料用量，優化結構設計，以達到降低成本、減輕重量等目的。

在材料力學中，將研究對象被看作均勻、連續且具有各向同性的線性彈性物體。但在實際研究中不可能會有符合這些條件的材料，所以須要各種理論與實際方法對材料進行實驗比較。

材料力學的研究內容包括兩大部分：一部分是材料的力學性能（或稱機械性能）的研究，材料的力學性能參量不僅可用于材料力學的計算，而且也是固體力學其他分支的計算中必不可缺少的依據；另一部分是對桿件進行力學分析。桿件按受力和變形可分為拉桿、壓桿(見柱和拱)、受彎曲（有時還應考慮剪切）的梁和受扭轉的軸等幾大類。桿中的內力有軸力、剪力、彎矩和扭矩。桿的變形可分為伸長、縮短、撓曲和扭轉。在處理具體的桿件問題時，根據材料性質和變形情況的不同，可將問題分為三類：

①線彈性問題。在桿變形很小，而且材料服從胡克定律的前提下,對桿列出的所有方程都是線性方程,相應的問題就稱為線性問題。對這類問題可使用疊加原理，即為求桿件在多種外力共同作用下的變形(或內力)，可先分別求出各外力單獨作用下桿件的變形(或內力)，然后將這些變形（或內力）疊加，從而得到終結果。

②幾何非線性問題。若桿件變形較大，就不能在原有幾何形狀的基礎上分析力的平衡，而應在變形后的幾何形狀的基礎上進行分析。這樣，力和變形之間就會出現非線性關系，這類問題稱為幾何非線性問題。

③物理非線性問題。在這類問題中，材料內的變形和內力之間（如應變和應力之間）不滿足線性關系，即材料不服從胡克定律。在幾何非線性問題和物理非線性問題中，疊加原理失效。解決這類問題可利用卡氏定理、克羅蒂－恩蓋塞定理或采用單位載荷法等。

在許多工程結構中，桿件往往在復雜載荷的作用或復雜環境的影響下發生破壞。例如，桿件在交變載荷作用下發生疲勞破壞,在高溫恒載條件下因蠕變而破壞,或受高速動載荷的沖擊而破壞等。這些破壞是使機械和工程結構喪失工作能力的主要原因。所以，材料力學還研究材料的疲勞性能、蠕變性能和沖擊性能。

材料力學的所有力學性能公式如圖：