摘要:复杂结构应力场的高精度仿真在工程分析中至关重要,但传统有限元法(FEM)高昂的计算成本限制了其在实时响应场景中的应用。针对这一瓶颈,提出一种基于几何-物理图注意力编解码网络的应力场快速演算方法(GP-GatED)。该方法通过将有限元网格单元映射为图节点,融合几何属性、物理特征与全局边界条件构建增强型图结构,基于单元的共享拓扑关系引入特定边权重函数,以表征单元间的力学耦合关系。针对大规模网格结构下模型训练的效率需求,结合研究对象的几何旋转对称性,引入基于圆周角划分的子图构建策略与并行训练方案,有效提升了大规模结构数据的处理速度。本研究以风电主轴轴承为验证对象,在300组工况下的实验结果显示,预测的Von-Mises应力场与有限元基准值高度一致,其决定系数R2达到0.999 8,平均相对误差小于1%。同时,该方法单次演算耗时0.017 7 s,相较于传统有限元分析实现了约7 500倍的加速,计算效率提升超过3个数量级。为了进一步验证模型对真实物理量的还原能力,利用5组典型工况下的试验数据进行对比,模型演算值与实测值的平均相对误差为13.25%,证实了该方法在处理真实物理数据时的性能优势。本研究为复杂结构应力场的在线映射与快速演算提供了一种兼顾保真度与计算效率的代理建模途径。