Компьютерное проектирование
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Компьютерное проектирование ( CAE ) — это общее использование технологий для решения задач, связанных с инженерным анализом. Под это понятие подпадает любое использование технологий для решения или оказания помощи в инженерных задачах.
Обзор
[ редактировать ]Наряду с постоянным улучшением компьютерной графики и скорости, компьютерная помощь помогает инженерам решать когда-то сложные и трудоемкие задачи с вводом информации и нажатием кнопки.
Он включает в себя анализ методом конечных элементов (FEA) , вычислительную гидродинамику (CFD) , динамику многих тел (MBD) , долговечность и оптимизацию. Он включен в системы автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM) под общим сокращением «CAx».
Термин CAE использовался для описания использования компьютерных технологий в инженерии в более широком смысле, чем просто инженерный анализ. Именно в этом контексте этот термин был придуман Джейсоном Лемоном, основателем SDRC в конце 1970-х годов. Однако сегодня это определение более известно под терминами CAx и PLM . [1]
Системы CAE индивидуально считаются отдельным узлом в общей информационной сети, и каждый узел может взаимодействовать с другими узлами в сети.
Поля и этапы CAE
[ редактировать ]Охватываемые области CAE включают:
- Анализ напряжений компонентов и сборок с использованием метода конечных элементов (FEA);
- Анализ тепловых потоков и потоков жидкости, вычислительная гидродинамика (CFD);
- Динамика многотельных тел (MBD) и кинематика ;
- Инструменты анализа для моделирования процессов, таких как литье , формование и штамповка;
- Оптимизация продукта или процесса.
В целом любая задача автоматизированного проектирования состоит из трех этапов:
- Предварительная обработка — определение модели и факторов окружающей среды, которые будут к ней применены (обычно модель конечных элементов, но фасетов, вокселей и тонких листов); также используются методы
- Решатель анализа (обычно выполняется на мощных компьютерах);
- Постобработка результатов (с использованием средств визуализации).
Этот цикл повторяется, часто много раз, либо вручную, либо с использованием коммерческого программного обеспечения для оптимизации .
CAE в автомобильной промышленности
[ редактировать ]Инструменты CAE широко используются в автомобильной промышленности . Их использование позволило автопроизводителям сократить затраты и время на разработку продукции, одновременно повысив безопасность, комфорт и долговечность производимых ими автомобилей. Прогнозирующие возможности инструментов CAE достигли такой степени, что большая часть проверки конструкции выполняется с использованием компьютерного моделирования (диагностики), а не физического тестирования прототипа . Надежность CAE основана на всех правильных предположениях в качестве входных данных и должна определять критические входные данные (BJ). Несмотря на то, что в области CAE было достигнуто множество достижений и оно широко используется в инженерной области, физические испытания по-прежнему необходимы. Он используется для проверки и обновления модели , для точного определения нагрузок и граничных условий, а также для окончательного утверждения прототипа.
Будущее CAE в процессе разработки продукта
[ редактировать ]Несмотря на то, что CAE заслужил прочную репутацию в качестве инструмента проверки, устранения неполадок и анализа, все еще существует мнение, что достаточно точные результаты приходят на довольно поздних стадиях цикла проектирования , чтобы действительно стимулировать проект. Можно ожидать, что это станет проблемой, поскольку современные продукты становятся все более сложными. Они включают в себя интеллектуальные системы , что приводит к увеличению потребности в мультифизическом анализе, включая элементы управления , и содержат новые легкие материалы, с которыми инженеры зачастую менее знакомы. Компании и производители программного обеспечения CAE постоянно ищут инструменты и улучшения процессов, чтобы изменить эту ситуацию.
Что касается программного обеспечения, они постоянно стремятся разрабатывать более мощные решающие программы, чтобы лучше использовать компьютерные ресурсы и использовать инженерные знания в предварительной и последующей обработке. Что касается процесса, они пытаются добиться лучшего согласования между 3D CAE, 1D-симуляцией системы и физическим тестированием. Это должно повысить реалистичность моделирования и скорость вычислений.
Компании и производители программного обеспечения CAE стараются лучше интегрировать CAE в общее управление жизненным циклом продукта . Таким образом, они могут связать дизайн продукта с его использованием, что необходимо для умных продуктов. Этот расширенный инженерный процесс также называется прогнозной инженерной аналитикой . [2] [3]
См. также
[ редактировать ]- Мультифизическое моделирование
- Список пакетов программного обеспечения для конечных элементов
- Компьютерное представление поверхностей
- Вычислительная электромагнетика (CEM)
- Автоматизация электронного проектирования (EDA)
- Многопрофильная оптимизация проектирования (MDO)
- Сравнение CAD-редакторов для CAE
- Виртуальное прототипирование
- Обновление конечных элементов
- Прогнозная инженерная аналитика
- VE-Suite
- Список программного обеспечения для автоматизированного проектирования
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Маркс, Питер. «2007: В память о докторе Джейсоне А. Лемоне, пионере CAE» . gfxspeak.com . Проверено 2 июля 2011 г.
- ^ Ван дер Ауверер, Герман; Антонис, Ян; Де Брюйне, Стейн; Леуридан, январь (2012). «Виртуальный инжиниринг в действии: проблемы проектирования мехатронных изделий» . Инженерное дело с компьютерами . 29 (3): 389–408. дои : 10.1007/s00366-012-0286-6 .
- ^ Сон Ук Чо; Сын Ук Ким; Джин-Пё Пак; Сан Ук Ян; Молодой Цой (2011). «Система инженерного сотрудничества с данными анализа CAE». Международный журнал точного машиностроения и производства . 12 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Б. Рафаэль и IFC Смит (2003). Основы компьютерной инженерии. Джон Уайли. ISBN 978-0-471-48715-9 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Зачем нам нужно программное обеспечение CAE или численное моделирование?
- Журнал компьютерного проектирования WP:LINKROT (FEA, CAD, ...)
- Журнал комплексного компьютерного проектирования
- CAE AVI-галерея на площадке CompMechLab, Россия
- Компьютерное гражданское и инфраструктурное проектирование
- Прогнозная инженерная аналитика
