如何使用结构力学求解器 结构力学求解器如何求挠度

历时八年，结构大师完美版本终于完成啦~

• 横跨Android/IOS/Windows三端，支持您在多设备上进行结构分析；
• 完美版支持11种荷载、斜支座、弹性支座以及特殊的节点连接形式；
• 支持单位模式和简单的符号输入，内置材质库可以直接导入型钢截面；
• 模拟人脑分析的智能模块大成，对习题的求解成功率在95%以上；
• 新增工程模块，支持计算内力包络图、内力系数表、混凝土配筋等；
• 新增暗黑主题、右侧面板，界面的整体交互方式有了质的飞跃……

亲爱的工程师，敬请享用新一代的结构力学求解器吧~

另外，文末还有完美版开发的心路历程，真的是一段让人老泪纵横的故事呢(╥╯^╰

2015年的原答案：

知乎的富帅美们，你们好！我们是同济的两个土木男，我们做了一款求解结构力学的移动端应用。应用名为结构大师，已经在各大安卓商店上线了，大家搜索“结构大师”即可找到它。

晒一张截图——

软件的操作很方便，而且在设计时参考了国外的力学软件，摒弃了一些我们认为不妥的交互方式，让用户的体验感尽量的流畅。还有像CAD一样的框选功能，可以一次性修改多根杆件。

我们也有很强大的功能，除了出内力图，我们应该还是全球第一家支持动力学自振频率、影响线计算和几何构造分析的App。这时候，可能你会很自然地拿清华的求解器和我们比较，相比于他们，我们的动力学支持添加质量球、影响线计算包括支座影响线、几何构造还能够输出计算自由度。这些都是我们在算法上做的改进。

最后一个亮点——我们的智能模块，可以输出教材上几乎所有方法的解题步骤，来辅助学生们学习结构力学。事实上，在一开始提出这个需求的时候，我们自己都不相信能够实现。算法写完到改进到再改进一直到最终发布，虽然目前有的模块在处理一些难题时还很不“智能”、甚至会算错，但是我们可以非常自信地说我们的智能学算法达到95%以上的正确率在理论上是可以实现的。等到我们重新架构好我们的算法，希望未来的最终释放版能够给整个在线教育领域一个惊喜。

这是智能模块里的位移法，可以给出位移法方程组还能查看各个状态时的内力——

这是智能模块里面的弯矩分配法，里面这么多的标签都是可以自己拖拽的——

目前，安卓版已经上传到各大应用商店了，IOS、WP版也将在几个月后上线。第一次玩知乎，说了比较多的产品细节，写了一篇软文，希望能够得到大家的赞同。

大家可以看一下软件的介绍视频（界面重新美化，和上面图片的风格已经大相庭径了）——

除了基本操作视频，还有高级操作（单选、多选命令）、工程人员教程（精确建模）以及一系列智能模块教程，可以上优酷网根据自己的需要选看。

如果你需要处理带小数点位数的结构简图，你可以利用我们强大的框选命令，详细可以看一下工程人员教程。

想要了解软件更新的详细动态，可以关注新浪微博——。

有问题可以关注微信公众号：结构大师工作室

或者发邮件至structuremaster@163.com

2015年12月8日——在和苹果经过25天的水深火热的战斗后，结构大师iPad版终于上架了！

由于安卓版用户名普遍反映界面太丑，这次开发时间的三分之二用在了设计新的UI上。

虽然界面大改，但是结构大师的操作方法和过去是一样的。

2016年1月，iPhone版上线~

2016年3月英文版上线，在海外反响尚可~

2022年9月27日更新：

此处说一些发自肺腑的“废话”，只关注产品本身的用户可以不用看。

2015年的时候我在此处做了回答，当时大四还未毕业的我在一位学弟的辅助下开发出了初代版本的安卓版“结构大师”。

回想当年，我也只是涉世不深的大学本科生。当时开发结构大师可能仅仅因为年少轻狂，在技术上“装逼”的成分更大。软件做完以后就在知乎上回答了这个问题。现在回头再看，这篇帖子可真就是一个标准的“广告贴”啊~

然而，就是这样一篇连“软文”都算不上的“广告贴”，竟然在此处收获了相当数量的“赞同”。这可是本人第一个在知乎上的回答，此后多年，我也再没有一个回答可以收获到同等规模的关注度了~

事实证明，土木人苦结力久矣，即使当时1.0版本的“结构大师”连保存功能都不支持、界面丑得完全彰显了理工科直男的审美，但依然得到了大家的鼓励。

一年以后，我重新设计了软件的UI界面，软件的外观也算是勉强达到了平均水平。并且，在用户的反馈下，“结构大师”也正式推出了IOS版本，而由于结构建模的操作比较复杂，难以在小屏幕设备上施展开手脚，所以我还特意精心地把软件分为了竖版和HD版两个版本独立上线，分别适配手机和平板电脑。

但是，2.0版本的结构大师在功能和算法上几乎都没有太大的升级。

再然后，就没有然后了。。。

此后多年，我理想中的那个版本，它的开发进度就一直停滞不前、深陷泥潭。

究其原因，是因为我本人在工作上班的状态下根本无力开发这样一款支持指端画线的有限元计算软件。

当然，在这段过程中，我也没有完全闲着，我开发了大师系列的其他应用，比如型钢大师、工程测量大师和钢筋大师等。

其实开发这些App的初衷，一开始只是为了解决我在现实工作中遇到的一些问题，而当时的IOS平台上又没有非常趁手的工具类应用。

就比如型钢大师这个应用，当年的我作为现场工程师，需要一款可以快查型材属性的移动端工具，所以才有了型钢大师。而型钢大师在上线后很长时间都没有支持自定义的截面计算，主要是因为我自身没这个需求，因为我不是算量的，对重量这个数据并不敏感。

又比如工程测量大师这个应用，当时我手下的测量员每次测完闭合导线以后总是要麻烦我帮他复核一遍（因为他平差老算错，当然其实我也老算错图片）。后来，我嫌麻烦，就开发了早期的工程测量大师，让他别再找我了。

还有钢筋大师这个应用，也是我每次去现场验收钢筋的时候，由于对图集不够熟悉，总是被有经验的钢翻老师傅和质量监理虐，所以我才整了一个可以快查图集的钢筋大师出来~

可以说，大师系列的每一个应用，都蕴含着我曾经工作时候的点点滴滴。

后面我尝试把这些应用接入了支付渠道，变为了高级功能一次买断制的商业模式。在成为商业化的软件以后，也有了真正的开发动力，我每年会例行更新维护，一直都在对它们进行着升级改造。

其实这些应用大部分都是我在一年的时间里就开发完成的。做过结构大师的我，利用平时晚上的酱油时间开发大师系列的其他产品，就像是在“降维打击”一样。当时，像“型钢大师”这种应用，我一个月就能撸一个出来~

然而，经历了一年高产期的我，后面却逐渐丧失了新建下一个产品的动力。一方面，是原有的那些应用经过用户的反馈，需要我花时间好好地再去打磨升级。另一方面，也是最主要的原因，就是我心中始终惦记着我起家的那个结构大师啊！！！

——它距离彻底圆满完成真的还有好长好长的一段距离。

结构大师可谓是成为了我那段时间的“噩梦”。有一段时间，我emo得完全不想接受来自结构大师这边用户的消息（这个回答上的评论我那时候连看都不敢看了）。

不支持斜支座弹簧支座，智能模块准确率低、绘制小数点结构很困难……这样那样的批评与建议，我几乎每天都能听到，而我每次却只能统一回复“暂不支持”……

你们要的那些功能，我当然也想支持，问题是要实现这些功能、要优化操作体验，所有的算法和界面全部都要推倒重写，好不好！？

这样一个十分烧脑的有限元计算软件，如果没有100%的全投入，平时上班状态下断断续续的开发节奏，怎么可能做得出来！？

我的软件开发生涯，起始于结构大师，曾经它也是我的骄傲（毕竟在大学毕业前能有这样一个作品，我个人还是很满意的）。但是，如今它却成为了钉在耻辱柱上的名字。作为一名工程软件的提供商，随着用户越多，我就越发感到羞愧，在结构大师完美版连续跳票多次以后，我早已无颜面对江东父老(╥╯^╰╥)。

当年初始版时，我在这里做的回答，现在来看，这赤裸裸的就是一篇连软文都算不上的广告贴。然而就是这样一篇广告贴，竟然得到了大家这么多的赞。可见，土木人着实苦结构力学久矣！而根据我这些年的工作经验以及用户不断的反馈，我深深感觉到大家的确需要一款像模像样的符合新时代需求的结构力学求解器！而过去清华的20年前的那个经典版本，真的是太老了，老得就连它的开发工具VB都已经被微软废弃了，而它却还在被中国的土木人使用着。

遗憾的是，自结构大师停滞更新之后很多年，市面上依然都没有对于线弹性杆件体系有限元分析的一个很好的解决方案被推出。大多数半吊子产品，连结构大师的1.0版本都比不过，更不可能说完全取代清华版的求解器了。

然而，结构专业出身的我，知道我们行业的确的需要这样一个趁手的工具类软件。虽然它不像Ansys、Abaqus等大型有限元软件那样高大上，但对于现场零零碎碎的大多数工况，一个简单小巧的结力求解器，才是最实用的选择！更何况，结构力学Ⅰ和Ⅱ作为土木专业学分最高的科目，同时也是主流土木院校的考研专业课，对土木的学子来说也是非常的重要。

之前版本的结构大师虽然看上去操作简便，但是实际使用时却会感觉略显“鸡肋”。因为它的算法并不能做到力学领域全覆盖的支持，比如它不支持斜支座、特殊的连接以及对荷载的支持也不够多，用户在深度使用时总是会遇到无法完全求解任何结构的问题。

这样那样的缺陷，再加上智能模块的准确率不够高，导致我一直以来都不愿意真的在结构大师上实现收费制，而只是对里面的撤销还原和保存打开功能象征性地进行收费。

而按照我原来的构想中，土木人应该有一款像模像样的新时代的结力求解器（差不多就是今天完美版的样子）。并且，由于结构力学是全世界都共通的语言，这款求解器甚至可以远销到海外，中国人也能在力学领域开发出一款畅销全球的软件。

对于当时的我来说，结构大师已经成为了我的心魔。如果不能完成结构大师的完美版，我完全没有信心投入新的项目或者接受一些邀请去参与别的事情。

就这样浑浑噩噩的生活着，在一年前我也是因为内心受到了某些触动，才终于下定决心，辞职出来创业，誓要把完美版研发出来。这个触动的过程也很简单，我的儿子出生了，在有了小孩以后，我变得更加成熟，我不愿意再浑浑噩噩地过着两头不着调的生活，在上班和爱好之中迷离。我希望身为父亲，可以成为儿子未来的榜样，而不是在未来和他吹嘘爸爸曾经开发过一款很牛逼的软件，但结果却被他发现是一个半吊子的产品。

就是这样的触动，让我终于下定决心，正式把满腔热情投入到了结构大师完美版的重新开发中。一直到现在，完美版基本已经开发完成，并且实现的效果也大超我之前的预期。

当然，就目前来看，完美版还有一段路程需要走，比如因为完全重写以后或多或少存在一些BUG，整体性能可能要再等两个中版本号的更新才能变得稳定；移动平台和海外的版本都还没有完成；软件的很多教程视频也还没有录制。但，这些在我看来，已经基本属于体力活了。软件最艰难的研发阶段，已经彻底被我走出来了。

另外，自2020年以来，工信部对App的监管趋于严格，独立开发者如果是个人的话，生存空间也越来越小。为此，我自己也注册了一家公司，已经从过去朝九晚五的一个上班族变成了一名创业者。

当你用软件开发来赚钱养家养公司的时候，它就不仅仅是以前只是一门爱好那么纯粹了。你可能更多地还要考虑做某样事情的经济合理性。

也许，未来的我要开发更加商业化的产品了。

结构大师这个项目，如果放在现在，可能我也不会再去立项了。因为它本身的市场受众偏小，而技术难度又过高，同等难度下，开发别的产品我可能会赚更多的钱。

但至少，我终于完成了完美版的开发，让土木人有了一个如此有效的工具，对得起我大学以来的理想，也对得起我从事的这个行业了！

——谨以此作品献给自己最后的年少轻狂

太穷买不起Mac，所以从没用过Mac下面的结构分析软件，只知道以下几个结构分析软件是有Mac版本的

• OpenSEES（Open System of Earthquake Engineering Simulation ）
  

我一直在用的，强力推荐，人如其名，主要针对动力模拟，求解速度快，准确，单元丰富，可以兼容很多问题如果只用ElasticBeamColumn单元，就是一个结构力学求解器。

缺点是如果是Mac下面，只有求解器内核，没有前后处理可用，如果是Windows，还有OpenseesNavigator、ETO等软件可以作为前后处理用。

• SkyCiv
  

我从没用过，有GUI，分成beam、truss等多个版本，有节点数限制

Civil Engineering还是不要用OS X了，用Boot Camp装Windows吧，结构力学还可以勉强靠这些混过去，后面设计的软件基本都是Windows Only。好好学习一下Windows怎么使用，被正确使用的Windows体验不输Mac，特别是如果你有一块SSD。