工程设计的AI编程范式

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 100mminput_default_b = 80; % 短边 80mminput_default_h = 10; % 每层高度 10mminput_default_t_plate_mid = 2; % 中间隔层钢板 2mminput_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)==========================================  计算完成====================================================================================  安全校核结果==========================================  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==================================================================================  计算结果汇总========================================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/mmy向剪切刚度 = 242.94 N/mmx向弯曲刚度 = 2698.57 N/mmy向弯曲刚度 = 1663.91 N/mm压缩应变 = 5.62%========================================

参考文献

1. 1. 轨道车辆转向架橡胶弹性元件应用技术