Transformer驱动裂纹扩展准则的钢桥疲劳裂纹路径预测：ABAQUS与FRANC3D联合仿真建数据集，端到端预测应力强度因子分布

桥梁检测

题名：Transformer驱动裂纹扩展准则的钢桥疲劳裂纹路径预测
作者：郭黎，王家宝，李润泽，姜斌
刊名：《振动、测试与诊断》2026年第46卷第4期，716-725页
DOI：10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2026.04.002

摘要：针对大跨径钢桥焊接细节中疲劳裂纹呈三维非平面扩展、前缘形态持续变化且驱动力沿空间分布显著不均，导致传统三维有限元分析需反复重构网格、计算代价高而难以满足多步迭代预测需求，纯数据驱动模型又易产生非物理偏差的问题，基于Transformer网络与最大周向应力（maximum tangential stress criterion，简称MTS）准则，提出一种协同驱动的三维裂纹路径预测方法。

首先，通过有限元分析软件ABAQUS与仿真软件FRANC3D联合仿真构建涵盖多种裂纹前缘形态的三维扩展数据集；其次，利用Transformer模型建立裂纹前缘几何特征与应力强度因子分布之间的端到端映射关系，实现驱动力场的快速准确预测；最后，结合MTS与中值扩展法逐步更新裂纹前缘位置，完成三维空间路径预测。

结果表明，该方法在多步扩展预测中保持良好的空间精度与演化稳定性，能够有效捕捉前缘形态的持续变化，可为钢桥疲劳裂纹三维扩展分析提供高效可靠的计算支撑。

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▶ 来源：《振动、测试与诊断》（南京航空航天大学期刊网）
▶ 原文标题：Transformer驱动裂纹扩展准则的钢桥疲劳裂纹路径预测
▶ 原文链接：https://zdcs.nuaa.edu.cn/zdcsyzd/article/abstract/20260402
▶ 转载时间：2026-10-06