Mechanik in der Werkstofftechnik beschreibt das Zusammenwirken von Kräften, Spannungen und Dehnungen in festen Körpern und deren Mikrostrukturen. Zentrales Ziel ist die Vorhersage des mechanischen Verhaltens eines Werkstoffs unter definierten Belastungs- und Umgebungsbedingungen.

Ausgangspunkt ist die Kontinuumsmechanik, in der Werkstoffe als kontinuierliche Medien beschrieben werden. Zentral sind die Größen Spannung (Tensor der inneren Kraftdichte) und Dehnung (Maß für Formänderung). Über konstitutive Gleichungen, z. B. Hookesches Gesetz für linear-elastisches Verhalten, werden Spannungen und Dehnungen miteinander verknüpft. Bei komplexen Werkstoffen (polykristalline Metalle, Polymere, Verbunde) sind nichtlineare, viskoelastische oder plastische Modelle erforderlich.

Die Mechanik bildet den Rahmen für die Analyse mechanischer Eigenschaften wie Elastizitätsmodul, Streckgrenze, Zugfestigkeit, Härte und Bruchzähigkeit. Erweiterungen umfassen die Hochtemperaturmechanik (Kriechen, Relaxation), die Bruchmechanik (Rissausbreitung, Energiefreisetzungsrate, K_IC) und die Mikrostrukturmechanik, die Mikrostrukturelemente (Korngrenzen, Ausscheidungen, Poren) explizit berücksichtigt.

Auf kleineren Skalen befassen sich Nanomechanik und Zellmechanik mit mechanischen Phänomenen auf Nano- bzw. biologischer Ebene, wobei klassische Kontinuumsmodelle oft durch atomistische oder mesoskopische Ansätze ergänzt werden. Für die Werkstoffentwicklung ist die Kopplung von Mechanik mit Thermodynamik, Diffusion und Mikrostrukturentwicklung (z. B. mechanisch induzierte Phasenumwandlungen) entscheidend. So ermöglicht die Mechanik eine quantitativ belastbare Auslegung von Bauteilen sowie die gezielte Optimierung von Werkstoffen für extreme Einsatzbedingungen.