關於土木類學生有限元理論需要掌握到何種程度？

01-15

說實話這方面的理論功底完全比不了數學力學等基礎學科出身的朋友們我只想知道土木類的工科生對於有限元理論諸如那些複雜的矩陣方程公式等等需要掌握到什麼程度即可主要想提高工作效率和準確率比如能夠較為自如的判斷通過有限元軟體計算的結果的正確性那麼達到這個目標需要相應的掌握多深的理論呢？對於這個目標和難度有哪些比較好的有限元理論的教材難度適中又能達到我這個要求？謝謝大家

得看是什麼目的了吧，一般設計院工作，據說最多是pkpm，連sap2000這種有限元軟體用的都很少，ANSYS和ABAQUS更少，遑論有限元理論了。

但是想讀研讀博搞學術的話，至少像ANSYS和ABAQUS這種級別的有限元軟體得熟練掌握一個吧。我跟老師做的第一個項目就是用ANSYS進行某個電廠鍋爐塔架的風振時程分析。然而當你深入去學通用有限元軟體的時候，就知道有限元理論有多重要了。。。軟體並非很多人所謂的黑匣子那麼簡單，沒有理論基礎，大抵軟體也不會用的太好

當然我不是說要學的多麼深入，但至少要懂基本理論，各種單元的特性，各種求解方法應該在什麼時候使用，選擇線性或者非線性本構，收斂設置，如何劃分高質量的網格，如何在保證精度的要求下盡量節省計算機資源等等還是應給有所掌握的吧。

你手上要有10到20張卡片，簡單的結構，簡單的荷載和約束，靜力學和振動等問題，有理論解或者近似解。當你使用任何有限元軟體時，第一步是運行它的一個算例，只要通過就行了。第二步就是建立一個模型，和卡片上的問題一樣，運行並且得到正確結果。第三步就可以做一個小的實際的問題。至於理論，可以邊干邊學。大部分用有限元軟體的人是邊干邊不學。乾的也不錯，老闆那裡也可以混過去。你不要找太厲害的人當老闆，很難受的。當然，太厲害的人一般也當不成老闆。祝你幸運。

不咋需要，工作了之後你就發現根本不需要懂有限元理論，不會用圖乘法算靜定結構都沒什麼關係。對於設計院黨，最主要要掌握的技能就是「畫圖要快啊」。只有更快，才有可能承擔更多任務，等等等啥的。還要掌握的技能就是，「和各種專業（建築為主）配合啊」，改圖改位置改模型。

至於力學啥的，也就是拍腦袋一下，「嗯，這是個懸挑梁；嗯，這個梁受力很大；嗯，這麼大跨度，舒適度可能不滿足；嗯，這個梁算不過，顯紅了；pkpm算這個不準，導到etabs裡面算一下」。

熟練使用一款軟體，能有多熟練就有多熟練

有限元理論並不複雜，掌握了之後對於有限元軟體的學習很有幫助，至少你能知道有限元到底在算什麼，以後查錯以及閱讀幫助文件也要來得容易一點。

個人覺得，有限元中的弱形式、形函數、不同的單元都最好學習一下。至於能不能一眼看出結果的對錯，這並不是學有限元理論能得到的，需要掌握結構力學、彈性力學以及有一些實際經驗的積累才能判斷。

我覺得大多數學土木的沒能力也沒必要掌握有限元理論。有限元計算軟體只是工具，我們所謂的判斷有限元計算結果是否正確，其實是判斷結構的受力特性和你的力學概念是否相符，並不是校核數值結果（除非結構及其簡單）。所以好好掌握力學才是根本。

有限元法不過是求解偏微分方程的一種數值方法，沒必要把它上升到一門學問的高度。因此，我反對上面各樓所謂「把軟體用熟練就行了」的說法。如果要學，就把基礎理論學好，在此基礎上藉助軟體求解自己的問題。

但是，有限元法背後的數學力學基礎恐怕相當於一個應用數學碩士的課程量，對於工科學生而言，從工作角度出發，似乎也不必到達那樣的高度，以我個人的經驗，彈性力學+變分法+數值分析，這三門課是必須熟練掌握的。

補充一句，精通有限元法的根本方法實際上是自己動手編寫有限元程序，不論是用C還是用Matlab。自己編寫的程序當然不如商業軟體的程序包那麼厲害，但只有這樣才能把所學的理論用到解決實際問題中。

力學當然要學，但是有限元更要學，二者可相輔相成。

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本科沒啥要求吧，有限元基本都是讀研後開始真正涉及。

首先要達到能判斷軟體結果正確性的程度還是有一定難度的，題主又不是只想通過考試這麼簡單，建議還是認真學好力學，尤其結構力學，彈塑性力學啥的，然後大學裡數學這玩意要通，線性代數，高等數學，矩陣論？不然有限元還是別研究了。題主想達到高一點的層次呢，建議結構動力學還是要學習一下的好。祝好運。