小青CAE微信公众号简介与特色

为什么要开小青CAE公众号呢？

原因一：“黑箱子”

随着技术的发展，CAE分析软件越来越平民化。商业软件abaqus、ansys、MSC、Hypermesh等功能越来越强大，操作越来越傻瓜化。然而操作简化的同时，这些商业软件的内部计算流程、所使用的基础理论等也趋向于“黑箱子”。很多软件使用者并不能判断自己所计算的结果是否正确。这里举一个简单的例子，一悬臂梁，长50、高10、宽5，梁上表面施加均匀线荷载50，分别采用abaqus软件中的8节点实体单元（C3D8R）、梁单元（B21）进行计算，计算结果如图1.1所示。

（a）实体单元计算结果

（b）梁单元计算结果

图1.1  悬臂梁Mises应力云图计算结果

对比图1.1a、1.1b可以发现，同等网格尺寸划分下（全局网格尺寸为10），实体单元内的最大应力为78，梁单元的最大应力为615，相差近8倍。为什么计算结果差距如此之大呢？那个计算结果才是正确的呢？

原因二：科研需要

这要从我自身的学习经历说起。

本人本科专业工程力学，硕士研究生专业结构工程，博士研究生专业结构工程。本科期间主要课程有理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学、振动力学、有限元；研究生期间主要课程有高等钢结构、高等混凝土结构等；博士期间课程主要有断裂力学；损伤力学；高等钢结构。可以看出，由于跨专业考研的原因，本应博士期间主修的课程，我在本科期间就已经学习了，看似是一种优势。力学出身的我本能的想把最新的力学研究成果应用到土木上，以此为突破口完成博士课题，然后而过并没有想象的那么简单，甚至可以说是“到处是坑”！

坑一：商业软件几乎用不上，很多商业软件宣传的时候放大了它本身的功能，只有我们费尽心机的尝试之后，才发现“臣妾做不到”。

坑二：二次开发也不是那么简单，在不了解软件运行机制、有限元基础理论的前提下，开发新的单元或本构关系并不容易，甚至走过千山万水之后，才发现此路不通。

坑三：论文（SCI等高水平论文）描述的天花乱坠，可惜源程序不公开，奈何我等只能望洋兴叹！终于鼓起勇气自己开发，却发现该死的论文省略了太多关键点，重复出来真难！

总之是跌跌撞撞、左坑右坑，六个字——没有基础太难！

所以，我终于鼓起勇气，编写这本有限元教材，但限于作者水平有限，所有欢迎大家踊跃发言，我会根据我会根据大家的反馈反复修改本文。

原因三：待定

（欢迎大家踊跃发言）

综上，就是所有开设小青CAE公众号的原因了。

事情很简单，带着大家一起学有限元知识。当然CAE不仅仅是有限元，不过我们在此先从有限元的学习做起。

孔子曰，学而不思则罔，思而不学则殆。小青CAE致力于实际应用，但必须兼顾基本理论的学习，从而让大家全面认识有限元，避免“黑箱子”现象出现。其次，为了满足广大科研人员的需要，我们在讲解有限元基础理论的同时，免费提供Python源码，实现课程中所有的算例，供大家参考或批评指正。

孔子曰，三人行必有我师焉，择其善者而从之，其不善者而改之。本人水平有限，我希望大家踊跃的参与修改本课程，及时的提出文中错误或不足之处。期待各路大神的加入，小青CAE QQ群号：517718332。

有限元的教材非常多！我们推荐使用Oñate, Eugenio的《Structural Analysis with the Finite Element Method Linear Statics Volume 1: Basis and Solids》和《Structural Analysis with the Finite Element Method Linear Statics 2》。这两本书兼顾了有限基本理论的讲解和程序开发的实现方法，对我们这种非计算力学出身的人员比较适用。大家可以在springer数据库中下载到。

如果您是大神，或者想成为大神，也可以直接只使用有限元圣经——Zienkiewicz教授的《The Finite Element Method: its Basis and Fundamentals》、《The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics》、《The Finite Element Method for Fluid Dynamics》。必须说明，能看懂这三本书也是我的梦想，我们会拼劲全力带大家逐步走向这本“圣经”。

第一件事儿：关注公众号——小青CAE，加入QQ群：517718332。我们所有的课程都会在公众号上发布，所有的算例Python源码都会上传至QQ群文件。

第二件事儿：如果英语好，那就下载教材吧！不建议看翻译版的，原因是翻译人员一般都不是专业人员。如果英语不好，也没关系，可以看我们的推文。

第三件事儿：安装Anconda、VSCode，安装方法可以百度，不再累述。切记别忘了安装在VTK、mayavi包，用于显示计算结果。相关命令如下：

pip install vtk

pip install mayavi

第四件事儿：学习Python，因为我们所有的源码都将以Python的形式给出，建议您系统的学习Python，尤其是从事科研工作的人。当然，您也可以跟随我们公众号的Python模块学习，我们会尽可能的将Python带下神坛。

第五件事儿：多多转发与分享，我们是一起学习，一起编写这本教程。众人拾柴火焰高，这部教程能发展成什么，与您息息相关。

一维轴向受力有限元单元，对应于教材《Structural Analysis with the Finite Element Method Linear Statics Volume 1: Basis and Solids》第2.1节~第2.4节。

注：相关资料可在QQ群文件中下载