仿真工程师如何练成？

1.专业选手

很多学校的机械、力学、土木等专业在本科和研究生阶段都会开设有限元相关课程，讲解有限元基本原理，配合上机课和实操作业，可以简单入门。如果硕士研究方向偏向有限元，用有限元软件做过一些项目，或者博士阶段是研究有限元算法的，既有软件使用经验，又有力学、数学以及有限元理论基础，毕业后去企业那就是科班出身的专业型选手。目前汽车行业这种专业型选手很多，汽车大厂的仿真分析工程师一般校招也是要求硕士研究生起步。

专业选手一般理论知识相对丰富，如果能够熟练操作软件，那就完美了。笔者当年读研期间，基本是靠师兄手把手指导再加上自己摸索才掌握软件基本操作。现在回想一下，其实还有更优的学习方式：操作视频+中文教材+官方帮助文档。下面一一说明。

• 操作视频：这是学习软件操作效率最高的方法，可以网络上寻找官方的或者民间版的操作视频+模型，打开软件按照视频一步一步跟着操作，做几个模型基本上就能学会基本操作。据我所知，Altair目前在官方视频教程这块是几家大厂里做得最好的，大家可以去B站搜索“Altair中国”，里面有大量的培训视频。Dassult Systems和Ansys的软件目前没找到官方教程，但有很多民间版本的软件操作教程。大家可以去B站上找一找。
• 中文教材：建议大家找国内高校老师撰写的软件使用教材，一般都会有详细的操作步骤和配套模型，如果是近些年出版的教材，可能还会有详细的视频操作过程。相对来说Dassult Systems和Ansys的教材会比较多，淘 宝上一搜好几页，Altair有一些官方撰写的教材。
• 软件帮助文档：帮助文档是软件使用最权威的说明书，所有软件功能都以帮助文档为准，帮助文档基本都是一群工科博士写的。帮助文档中一般会带有英文版教程，带一步一步的操作说明；软件功能总体说明和软件卡片详细说明；求解器类的软件还会有一些理论讲解，说明软件操作背后的原理。但软件帮助文档一般都是英文版的，用英文资料学习新技能，对于大部分同学来说都不是小的挑战。

2.半路出家选手

手机、消费电子、家电以及重工等行业还有一些在学校完全没接触过有限元，在企业主要从事结构设计的工程师，因为工作需要，自学成才的也不少。这些工程师往往也是机械、力学、材料等工科专业毕业的，因此力学和数学基础都有，加上在工作中积累的工程经验，他们往往只需要学习一下软件基本操作就可以入门。当然，要想成为优秀的仿真分析工程师，需要自学有限元原理相关知识。

前面提到的操作视频+中文教材+软件帮助文档对于学生来说是相对容易得到的学习资源，对于在企业工作的工程师来说，有效率更高的学习方法。

直接找软件厂商要官方版的学习视频，或者直接让软件厂商的工程师做定制培训，比如找一个实际的产品，让软件厂商从头到尾先做一遍，然后进行现场培训，还可以要求软件厂商把操作过程录制好视频，以供后续学习。

汽车等成熟的仿真分析企业，很多都有明确的仿真分析规范文档，新入职的员工只需要按照规范文档一步一步往下操作即可快速上手。

3、仿真工程师需要的能力

个人认为一个优秀的仿真分析工程师需要具备以下三个方面的能力，按重要程度排序如下：理论知识>工程经验>软件操作，软件操作决定是否已经入门，理论知识和工程经验决定能否成为仿真专家。

3.1 理论知识

1）力学：材料力学和振动力学

很多答主会提到很多力学教材，比如弹性力学、塑性力学等，但作为一名结构CAE工程师，实际工作中最常用的还是材料力学和振动力学，材料力学解决静力学问题，振动力学解决振动相关问题，有这两本教材，能搞定绝大部分问题。

至于弹性力学，确实有用，因为有限元的基础就是弹性力学，但工程师不懂弹性力学其实影响并没那么大；另外，弹性力学很难，学习成本很高，如果刚开始搞有限元就上弹性力学，容易造成还未入门就放弃。

2）有限元：有限元基本原理

建议找一本简单易懂的中文版教材，越简单越好，只要理解有限元基本原理就行，我个人最近又把有限元理论复习了一遍，用的是曾攀老师的《有限元分析及应用》配合B站上曾攀老师的公开课，如果觉得难，可以直接看第四章关于杆梁结构的有限元分析原理，搞懂四杆结构的有限元计算过程就能明白有限元基本原理。

很多答主一上来就推荐Jacob Fish和Ted Belytschko写的《A first course in finite elements》以及另外一本由Daryl L. Logan写的《A First Course in the Finite Element Method》有限元教材，看起来很高大上，跟别人说起来也很有面子，但实际上并不实用。我相信中国大部分学生的英文阅读能力还没到可以用于轻松学习一门全新知识的地步，英语+新知识直接导致难度系数剧增；就算英文教材在逻辑上更通顺，写得更加深入浅出，但个人认为对于大多数学生来说也很难抵消语言带来的影响。

3）数学：高等数学，线性代数，数值分析

数学课程在学校基本都学过，因此不建议单独学习，在学习有限元理论和力学过程中，把遇到的数学问题都搞清楚即可。

力学问题求解本质上是求偏微分方程，因此高等数学的微积分部分必不可少；有限元方法是把连续的结构离散为一个个单元，每个单元一个刚度矩阵组合成规模庞大的整体刚度矩阵，因此需要线性代数相关的知识；有限元分析中用到的数值算法，如求解非线性方程的牛顿迭代法，这是数值分析的内容，因此数值分析课程不可缺少。

至于泛函变分之类的课程，个人觉得作为工程师来说学有余力的情况下可以了解一下。知道泛函就是复合函数，变分法用于求泛函的极值这种概念性的东西就够了。

3.2 丰富的工程经验

简单来说就是对产品的深入理解，知道如何简化模型、等效工况、选择合适的材料本构、选择失效准则、结果预期及判断；工程经验需要靠工作之后不断积累总结，不能一躇而就。

3.3 熟练使用有限元软件

包括几何导入>几何清理>网格划分>材料属性赋予>约束载荷施加>工况设置>求解>结果解读，专职仿真分析工程师基本上几个月就可以熟练掌握软件操作。

4、学习建议

兴趣是最好的老师，或者换种说法，在学习中找到乐趣才能持续学习下去。学习过程中一定要找到合适的应用场景，尽早做出东西来，即使是最简单的功能实现也行，不要一味地沉浸在一个个功能或者知识点的学习中；做出结果，不断得到正反馈，才能在其中找到乐趣。打游戏之所以很爽，就是因为反馈很快，王者荣耀只要十来分钟就可以爽很多次；写知乎回答也是一样，如果你们给我点赞，我也会很爽。

建议先学习软件基本操作，再补充理论知识，在此过程中积累工程经验。