3. AI辅助几何模型简化与清理
任务对象与简化判断依据
本案例以一个带安装凸台的支架零件为对象:模型包含 4 个 M6 螺纹孔、12 处 0.5 mm 倒角、2 个 φ3 mm 工艺小孔、1 条 1.5 mm 宽装饰槽,以及主体承力筋板。仿真目标为静力强度校核,关注最大等效应力与筋板根部应力集中。AI 辅助判断的核心不是“能不能删”,而是该特征是否参与载荷传递、是否影响关注区域的应力/流场梯度、是否改变接触或约束路径。
AI 辅助判断的提示词与输出结构
将模型特征清单和仿真目标一起交给 AI,要求它按“特征名称—几何参数—是否参与载荷路径—是否位于关注区域—建议处理方式—验证优先级”六列输出。以下提示词可直接复用,只需替换方括号中的零件信息。
你是一名仿真前处理工程师。我有一个支架零件用于静力强度校核,
关注最大等效应力和筋板根部应力集中。模型包含以下特征:
- 4 个 M6 螺纹孔,位于安装凸台
- 12 处 0.5 mm 倒角,分布在非配合边
- 2 个 φ3 mm 工艺小孔,位于筋板中部
- 1 条 1.5 mm 宽装饰槽,位于外表面
请逐项判断:该特征是否参与载荷传递、是否影响关注区域梯度、
建议保留/简化/等效处理,并给出简化后的验证优先级(高/中/低)。
输出为表格,不要展开无关说明。
简化操作与验证方法
根据 AI 输出,在 CAD 中执行三类操作:删除装饰槽并填充平面;等效螺纹孔为同直径光滑圆柱孔(忽略螺纹牙型,保留孔位和孔径);保留工艺小孔和承力筋板,但在小孔周围设置 2 mm 局部网格加密。简化完成后,用同一套材料参数、边界条件和载荷分别求解原始模型与简化模型。
验证时重点对比三个量:最大等效应力、筋板根部路径应力、螺纹孔附近局部应力。若最大应力和关注区域应力偏差均小于 5%,且简化后网格量明显下降,则认为简化策略可接受。若螺纹孔局部应力偏差超过 5%,说明等效处理改变了连接刚度,需要恢复螺纹孔细节或改用更精细的等效方式。
本例验证结论(教学示例数据):简化后最大等效应力从 182 MPa 变为 179 MPa,偏差 1.6%;筋板根部从 156 MPa 变为 154 MPa,偏差 1.3%;螺纹孔局部从 98 MPa 变为 91 MPa,偏差 7.1%。前两项满足 5% 判据,螺纹孔项超限,因此最终策略为:保留螺纹孔真实几何,仅删除装饰槽和非配合倒角,网格量从约 42 万降至约 26 万单元。
AI 给出的简化建议必须经过“关注区域偏差”验证,不能只看整体最大应力。局部连接特征(螺纹孔、过盈配合面、焊缝细节)的简化往往对整体应力影响小,但对局部刚度、接触压力和疲劳热点影响大。建议对每个简化特征单独做一次对比,而不是一次性全部简化后再比较。