# 筑安三维建模与仿真 R1

日期：2026-11-01。双击“开始查看.html”即可离线旋转三维模型、调节工况、查看计算值。

## 这一轮做了什么

沿用既有《筑安力学与AI应用案例实施方案》，围绕1 m双跨连续梁，建立3D台架概念几何、四类工况、180组参数扫描和独立力法校核。没有改动现有筑安平台，没有重新包装或重复报告旧AI准确率。

三维几何与力学求解分开：OBJ/SCAD/STL是几何模型；计算采用Euler–Bernoulli梁理论。没有运行ANSYS、Abaqus或COMSOL三维实体有限元。

## 实际结果

固定左、右跨中荷载各2.5 N，含自重；变化区段Z2（0.30–0.40 m）。S为沉降1 mm，D为等效EI下降25%。

|工况|最大位移绝对值 / mm|最大表面应变绝对值 / με|B反力 / N|
|---|---:|---:|---:|
|N 正常|0.355715|59.589509|5.424025|
|S 仅沉降|1.088720|55.745647|4.886425|
|D 仅刚度下降|0.362249|59.955179|5.432216|
|SD 沉降 + 刚度下降|1.114376|54.998644|4.919891|

这些是已知参数下的正向仿真，不是AI识别精度，也不是实验观测。沉降与刚度变化对不同测点的影响需要通过多测点和已知荷载联合比较；单张变形图不能证明可靠诊断。

## 独立校核

现有平台为40单元刚度法；新增参考算法为独立力法。移去B支座后，以单位中点荷载弯矩图m(x)计算柔度f=∫m²/EI dx和自由挠度v=∫M₀m/EI dx，按R_B=(v-δ)/f恢复反力；随后积分曲率得到位移。沿刚度边界和集中力位置分段，6点高斯积分；不读取平台位移、不调用其矩阵求解。

无荷载、无自重、无刚度损失而B沉降1 mm时：中支座弯矩0.1344 N·m，表面应变绝对值24 με，与解析关系吻合。

20/40/80单元网格对照已完成。180组扫描中，40单元与独立力法的沿梁最大位移差为4.4342e-7 mm，六个测点最大应变差为4.9269e-2 με，最大反力差为2.0707e-11 N。另检查20组不对称/零荷载、沉降边界和自重开关工况。

两种计算共享同一梁理论和支座假设。它们一致说明实现经过方法校核，不证明真实结构和假设一致。线性梁位移在本题的节点上可能已高度一致；应变更能显示网格细化收益。

## 模型文件如何用

- OBJ：装配概念模型，毫米单位。与materials.mtl一同导入Blender或支持OBJ的软件。真实变形版为1倍，不含展示放大。
- SCAD：OpenSCAD可编辑几何，梁尺寸和支座间距有参数；支架只是概念结构。非零settlement_mm仅移动夹具，梁变形请用单独OBJ。
- STL：完整梁1000×30×4 mm，作为几何交换文件。不是建议使用塑料打印梁来替代70 GPa铝梁。
- SVG：矢量对比图，可用于汇报；明确保留“仿真”标记。
- CSV/JSON：参数、沿梁响应、网格对照和检查结果均保留，可复核。

橙色区段只代表EI折减，可理解为等效材料参数变化；没有把25% EI损失画成25%深裂缝。支座、夹具、加载挂具与传感贴片的尺寸为概念假设；夹具接触刚度和应变传递均未分析。

## 下一步最值得做的工作

1. 确认实际梁材质、尺寸、支座和已有传感器；独立测量EI与装配回差。
2. 从N/S/D/SD各做小批重复试验，记录六路应变、两跨中位移和B实际位移；先看信号能否明显高于噪声。
3. 在当前力法校核后，选择一组代表工况做三维实体有限元，检查局部夹持、接触、剪切和传感贴片的影响；尚未开展。
4. 再比较应变单独输入与位移+应变联合输入，按完整试件/加载过程留出盲测；这比只增加动画更能形成项目证据。

## 边界与支座

当前只有线弹性、准静态、小变形、单区段刚度变化。忽略剪切变形、接触脱空、裂缝扩展、支座柔度、温度梯度和动力效应。B必须允许双向竖向约束并自由转动。任何支座出现负反力，普通承压支承可能脱空，应改机构或改模型，不能据本结果增加实物荷载。不输出房屋安全等级。

## 复现

在工作区“筑安三维仿真”中运行 node build.mjs；不需要新增软件依赖。原平台测试 node test.mjs 另行运行。

## 方法来源

- 既有项目文件：实施方案/筑安力学与AI应用案例实施方案.md；筑安平台/dist/core.mjs。
- [COMSOL：Beam理论，细长梁与Euler–Bernoulli假设](https://doc.comsol.com/6.4/doc/com.comsol.help.sme/sme_ug_modeling.05.020.html)
- [Autodesk：网格收敛研究](https://www.autodesk.com/support/technical/article/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/How-to-Perform-a-Mesh-Convergence-Study.html)