在大学中,我们首先学到的是数学,对于有限元分析,数学同样是最基础的。除了对微积分有深刻认识外,由于在力学领域会涉及到较多的偏微分方程,应此对数理方程应该了解。同时,由于有限元分析是数值计算方法,矩阵论和计算方法作为数值计算的基础,是必须要掌握的。另外的便是变分方法和复变函数了,对于有限元分析工程师,个人认为这两门课程不是必须的,因为对于大多数工程力学分析问题,已经有现成的变分过程可查了,有一点变分的知识就好了。
其实作为一个学力学出身的人,需要学习的数学太多了,我列举一些我学过的科目,这些科目在学习时没觉得有多少用,但到做有限元时,是可能会用到的,张量理论,偏微分数值方法,最优化方法,积分变换,有了这些数学工具,就能够比较容易理解软件中,从理论到数值的过程。
作为的专业基础课,力学科目自然是必不可少的,工科(非力学专业)本科教育会学到的是最基础的理论力学,材料力学,或许有结构力学。理论力学给了最基本的力学知识,关注于刚体力学的经典理论,材料力学关注于梁的力学行为,结构力学关注于杆件力学行为。
硕士以后,就会接触到弹性力学,塑性力学,断裂力学,板壳理论,振动力学。这些科目,不可能记住或推导全部那些纷繁复杂的公式,但是,有一点是重要的,至少,遇到问题,能很容易的到对应的章节去找相关的公式和理论。特别要强调的课应该是弹性力学和振动力学,这两本书是应该烂熟的,如果这两门课没有好好学,一定不能成为合格的有限元分析工程师,因为它们是静力和动力分析的基础。
学好了数学和力学,就能成为好的分析工程师了吗,当然不能,工程理论仍然必不可少:机械原理,机械零件,金属材料…一个都不能少!!!一些学力学出身的工程师,他们有很好的理论功底,但是ENGINEERING JUDGEMENT却比较差,做工程师毕竟不是做研究员,所以如何将理论真正用到实践中,才是最重要的。