Inżynieria wspomagana komputerowo

Nieliniowa analiza statyczna konstrukcji 3D poddanej odkształceniom plastycznym

Inżynieria wspomagana komputerowo ( CAE ) to szerokie zastosowanie oprogramowania komputerowego do pomocy w zadaniach analizy inżynierskiej . Obejmuje analizę elementów skończonych (FEA) , obliczeniową dynamikę płynów (CFD) , dynamikę wielu ciał (MBD) , trwałość i optymalizację . Zaliczana jest do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) i wytwarzania wspomaganego komputerowo (CAM) w zbiorczym skrócie „ CAx ”.

Przegląd

Inżynieria wspomagana komputerowo wykorzystuje głównie oprogramowanie do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) , które czasami nazywane jest narzędziami CAE. Narzędzia CAE są wykorzystywane do analizy solidności i wydajności komponentów i zespołów. Narzędzia CAE obejmują symulację, walidację i optymalizację produktów i narzędzi produkcyjnych. Systemy CAE mają być głównymi dostawcami informacji, aby pomóc zespołom projektowym w podejmowaniu decyzji. Inżynieria wspomagana komputerowo jest wykorzystywana w różnych dziedzinach, takich jak przemysł motoryzacyjny, lotniczy, kosmiczny i stoczniowy.

Systemy CAE mogą stanowić wsparcie dla firm. Osiąga się to poprzez wykorzystanie architektur referencyjnych i ich zdolność do umieszczania widoków informacji w procesie biznesowym. Architektura referencyjna jest podstawą, na podstawie której modelowane są informacje, zwłaszcza modele produktowe i produkcyjne.

Termin CAE był używany do opisania wykorzystania technologii komputerowej w inżynierii w szerszym znaczeniu niż tylko analiza inżynierska. W tym kontekście termin ten został ukuty przez Jasona Lemona, założyciela SDRC pod koniec lat 70. Definicja ta jest jednak dziś lepiej znana pod nazwą CAx i PLM .

Systemy CAE są indywidualnie traktowane jako pojedynczy węzeł w całej sieci informacyjnej, a każdy węzeł może wchodzić w interakcje z innymi węzłami w sieci.

Pola i fazy CAE

Obszary objęte CAE obejmują:

Ogólnie rzecz biorąc, każde zadanie inżynierii wspomaganej komputerowo składa się z trzech faz:

  • Przetwarzanie wstępne – definiowanie modelu i czynników środowiskowych, które mają być do niego zastosowane (zwykle model elementów skończonych, ale stosowane są również metody fasetowe, wokselowe i cienkowarstwowe);
  • Solver analityczny (zwykle wykonywany na komputerach o dużej mocy);
  • Post-processing wyników (z wykorzystaniem narzędzi do wizualizacji).

Cykl ten jest powtarzany, często wielokrotnie, ręcznie lub przy użyciu komercyjnego oprogramowania optymalizacyjnego .

CAE w branży motoryzacyjnej

Narzędzia CAE są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym . Ich zastosowanie umożliwiło producentom samochodów zmniejszenie kosztów i czasu opracowywania produktów, przy jednoczesnej poprawie bezpieczeństwa, komfortu i trwałości produkowanych przez nich pojazdów. Możliwości predykcyjne narzędzi CAE rozwinęły się do tego stopnia, że ​​większość weryfikacji projektu odbywa się za pomocą symulacji komputerowych (diagnostyka), a nie fizycznych testów prototypów . Niezawodność CAE opiera się na wszystkich właściwych założeniach jako danych wejściowych i musi identyfikować krytyczne dane wejściowe (BJ). Mimo że CAE poczyniło wiele postępów i jest szeroko stosowane w inżynierii, testy fizyczne są nadal koniecznością. Służy do weryfikacji i aktualizacji modelu , dokładnego zdefiniowania obciążeń i warunków brzegowych oraz ostatecznego zatwierdzenia prototypu.

Przyszłość CAE w procesie rozwoju produktu

Mimo że CAE zyskało dobrą reputację jako narzędzie do weryfikacji, rozwiązywania problemów i analiz, nadal istnieje przekonanie, że wystarczająco dokładne wyniki pojawiają się raczej późno w cyklu projektowym, aby naprawdę napędzać projekt. Można się spodziewać, że stanie się to problemem, ponieważ nowoczesne produkty stają się coraz bardziej złożone. Obejmują one inteligentne systemy , co prowadzi do zwiększonego zapotrzebowania na wielofizyczne analizy, w tym kontrole , oraz zawierają nowe lekkie materiały, z którymi inżynierowie często są mniej zaznajomieni. Firmy i producenci oprogramowania CAE nieustannie poszukują narzędzi i usprawnień procesów, aby zmienić tę sytuację.

Jeśli chodzi o oprogramowanie, nieustannie starają się opracować potężniejsze solwery, lepiej wykorzystać zasoby komputera i uwzględnić wiedzę inżynierską w przetwarzaniu wstępnym i końcowym. Po stronie procesu starają się osiągnąć lepsze dopasowanie między 3D CAE, symulacją systemu 1D i testami fizycznymi. Powinno to zwiększyć realizm modelowania i szybkość obliczeń.

Firmy i producenci oprogramowania CAE starają się lepiej zintegrować CAE z ogólnym zarządzaniem cyklem życia produktu . W ten sposób mogą połączyć projektowanie produktu z jego użytkowaniem, co jest potrzebne w przypadku inteligentnych produktów. Ten udoskonalony proces inżynieryjny jest również nazywany inżynierią predykcyjną .

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Computer-aided_engineering&oldid=1084146593 ”