生成需求文档
这份案例参考自《轨道车辆转向架橡胶弹性元件应用技术》，我将关键的图片，截图整理到一个文档中，将文档丢给 Gemini或者notebooklm,让他总结设计流程，国内也可以用豆包，我测试的效果也不错。
AI拆解需求
需求文档写完后，我还是让 AI 拆解为 input 、params、ouput、baseline和capacity这几个属性，拆解完结构后，我让AI直接编程，大概能得到95%的效果。期间我让AI修改了单位制，我检查公式过程发现有一个公式不太对，把这些改完程序程序就已经跑通了。
% 功能:
% - 矩形橡胶堆垂向刚度计算
% - 矩形橡胶堆水平方向刚度计算（剪切+弯曲）
% - 形状系数和稳定性约束校核
% - 刚度安全系数校核
properties(Hidden, Constant)
% Input 预期字段
inputExpectedFields = {
'Kz_target' % 目标垂向刚度 (N/mm)
'Kx_target' % 目标x向水平总刚度 (N/mm)
'Ky_target' % 目标y向水平总刚度 (N/mm)
'Fz_max' % 最大垂向载荷 (N)
'Fx_max' % 最大x向水平力 (N)
'Fy_max' % 最大y向水平力 (N)
'n' % 橡胶层数
'a' % 矩形橡胶长边 (mm)
'b' % 矩形橡胶短边 (mm)
'h' % 每层橡胶原有高度 (mm)
't_plate_mid' % 中间隔层钢板厚度 (mm)
't_plate_end' % 端板厚度 (mm)
'a_max' % 长边最大允许尺寸 (mm)
'b_max' % 短边最大允许尺寸 (mm)
};
% Output 预期字段
outputExpectedFields = {
'Ac' % 橡胶承载面积 (mm²)
'S' % 形状因子 (面积比)
'mu1' % 垂向形状系数
'Kz_calc' % 计算垂向总刚度 (N/mm)
'Jx' % x向剪切形状系数
'Jy' % y向剪切形状系数
'Kx_shear' % x向剪切刚度 (N/mm)
'Ky_shear' % y向剪切刚度 (N/mm)
't' % 橡胶堆计算高度 (mm)
'Krx' % x向回转半径 (mm)
'Kry' % y向回转半径 (mm)
'G_prime' % x向橡胶计算剪切模数 (MPa)
'G_double_prime' % y向橡胶计算剪切模数 (MPa)
'xb' % x向弯曲挠度 (mm)
'yb' % y向弯曲挠度 (mm)
'Kbx' % x向弯曲刚度 (N/mm)
'Kby' % y向弯曲刚度 (N/mm)
'Kx_total' % x向水平总刚度 (N/mm)
'Ky_total' % y向水平总刚度 (N/mm)
'H0' % 橡胶堆自由高度 (mm)
'compression_strain' % 压缩应变
'Assembly' % FEM装配模型
'RubberProperty' % 橡胶材料属性
};
% Params 预期字段
paramsExpectedFields = {
'HS' % 橡胶硬度
'Material' % 平板材料属性
'Name' % 矩形橡胶堆设计组件名称
'Echo' % 是否输出计算过程
};
% Baseline 预期字段
baselineExpectedFields = {
'min_Kz_ratio' % 垂向刚度安全系数最低要求
'min_Kx_ratio' % x向水平刚度安全系数最低要求
'min_Ky_ratio' % y向水平刚度安全系数最低要求
'max_compression_strain'% 最大允许压缩应变
'max_h_to_a_ratio' % 最大h/a比值约束
};
% Params 默认值
default_HS = 60; % 邵氏硬度
default_Echo = 1;
default_Material = [];
default_Name = 'RectangularRubberStack_1'
% Input 默认值
input_default_n = 4; % 橡胶层数
input_default_a = 100; % 长边 100mm
input_default_b = 80; % 短边 80mm
input_default_h = 10; % 每层高度 10mm
input_default_t_plate_mid = 2; % 中间隔层钢板 2mm
input_default_t_plate_end = 8; % 端板 8mm
% Baseline 默认值
base_min_Kz_ratio = 1.0;
base_min_Kx_ratio = 1.0;
base_min_Ky_ratio = 1.0;
base_max_compression_strain = 0.15; % 最大压缩应变15%
base_max_h_to_a_ratio = 0.2; % h <= a/5
生成报告和图表
生成的测试代码中，AI对比了安全系数，同时比对了橡胶硬度对刚度的影响。整个流程跑下来我只是截了几张图，检查核对了公式，半天不到就处理结束。
--- 橡胶材料属性计算 ---
Successfully calculate the rubber property ! .
橡胶硬度 HS = 60
杨氏弹性模数 E = 6.05 MPa
剪切模数 G = 1.22 MPa
--- 垂向刚度计算 ---
承载面积 Ac = 8000.00 mm²
形状因子 S = 2.2222
垂向形状系数 μ1 = 11.8642
杨氏弹性模数 E = 6.05 MPa
计算垂向刚度 Kz = 14353.07 N/mm
--- 水平方向刚度计算 ---
剪切刚度计算:
剪切模数 G = 1.22 MPa
x向剪切形状系数 Jx = 0.9971
x向剪切刚度 Kx_shear = 243.33 N/mm
y向剪切形状系数 Jy = 0.9955
y向剪切刚度 Ky_shear = 242.94 N/mm
弯曲刚度计算:
计算高度 t = 46.60 mm
x向回转半径 Krx = 28.87 mm
y向回转半径 Kry = 23.09 mm
x向计算剪切模数 G' = 1.14 MPa
y向计算剪切模数 G'' = 1.10 MPa
x向弯曲刚度 Kbx = 2698.57 N/mm
y向弯曲刚度 Kby = 1663.91 N/mm
x向水平总刚度 Kx = 223.21 N/mm
y向水平总刚度 Ky = 211.99 N/mm
--- 稳定性校核 ---
压缩应变: 5.62%
允许最大压缩应变: 15.00%
h/a比值: 0.10
允许最大h/a比值: 0.20
--- 刚度安全系数计算 ---
垂向刚度安全系数: 7.18 (要求: 1.00)
x向水平刚度安全系数: 0.74 (要求: 1.00)
y向水平刚度安全系数: 0.71 (要求: 1.00)
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计算完成
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安全校核结果
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发现 2 个警告:
警告 1: x向水平刚度安全系数 0.74 小于要求 1.00
警告 2: y向水平刚度安全系数 0.71 小于要求 1.00
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计算结果汇总
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橡胶承载面积 Ac = 8000.00 mm^2
形状因子 S = 2.2222
垂向形状系数 mu1 = 11.8642
垂向刚度 Kz = 14353.07 N/mm (目标: 2000.00 N/mm)
x向水平总刚度 Kx = 223.21 N/mm (目标: 300.00 N/mm)
y向水平总刚度 Ky = 211.99 N/mm (目标: 300.00 N/mm)
x向剪切刚度 = 243.33 N/mm
y向剪切刚度 = 242.94 N/mm
x向弯曲刚度 = 2698.57 N/mm
y向弯曲刚度 = 1663.91 N/mm
压缩应变 = 5.62%
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参考文献
- 轨道车辆转向架橡胶弹性元件应用技术
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