Datastøttet prosjektering - Computer-aided engineering

Ikke -lineær statisk analyse av en 3D -struktur utsatt for plastiske deformasjoner

Computer-aided engineering ( CAE ) er den brede bruken av dataprogramvare for å hjelpe til med tekniske analyseoppgaver. Den inkluderer endelige elementanalyse (FEA) , beregningsfluiddynamikk (CFD) , multistoffdynamikk (MBD) , holdbarhet og optimalisering . Det er inkludert i datamaskinassistert design (CAD) og datastøttet produksjon (CAM) i den kollektive forkortelsen " CAx ".

Oversikt

Datastøttet prosjektering bruker først og fremst datastøttet design (CAD) -programvare, som noen ganger kalles CAE-verktøy. CAE -verktøy brukes for eksempel til å analysere robusthet og ytelse til komponenter og enheter. Begrepet omfatter simulering, validering og optimalisering av produkter og produksjonsverktøy. CAE -systemer tar sikte på å være store leverandører av informasjon for å hjelpe designteam i beslutningsprosesser. Datastøttet konstruksjon brukes på mange felt som bil-, luftfarts-, rom- og skipsbyggingsindustri.

Når det gjelder informasjonsnettverk , betraktes CAE -systemer individuelt som en enkelt node på et totalt informasjonsnettverk, og hver node kan samhandle med andre noder i nettverket.

CAE -systemer kan gi bedrifter støtte. Dette oppnås ved bruk av referansearkitekturer og deres evne til å plassere informasjonsvisninger på forretningsprosessen. Referansearkitektur er grunnlaget for hvilken informasjonsmodell, spesielt produkt- og produksjonsmodeller.

Begrepet CAE har også blitt brukt av noen tidligere for å beskrive bruken av datateknologi innen ingeniørfag i en bredere forstand enn bare ingeniøranalyse. Det var i denne sammenhengen at begrepet ble laget av Jason Lemon, grunnlegger av SDRC på slutten av 1970 -tallet . Denne definisjonen er imidlertid bedre kjent i dag under begrepene CAx og PLM .

CAE -felt og faser

CAE -områder som dekkes inkluderer:

Generelt er det tre faser i enhver dataassistert ingeniøroppgave:

  • Forbehandling-definere modellen og miljøfaktorene som skal brukes på den. (vanligvis en endelig elementmodell, men fasett-, voxel- og tynnarkmetoder brukes også)
  • Analyseløser (vanligvis utført på datamaskiner med høy effekt)
  • Etterbehandling av resultater (ved hjelp av visualiseringsverktøy)

Denne syklusen gjentas, ofte mange ganger, enten manuelt eller ved bruk av kommersiell optimaliseringsprogramvare .

CAE i bilindustrien

CAE -verktøy er veldig mye brukt i bilindustrien . Faktisk har deres bruk gjort det mulig for bilprodusentene å redusere produktutviklingskostnader og tid, samtidig som de forbedrer sikkerheten, komforten og holdbarheten til kjøretøyene de produserer. Den prediktive evnen til CAE -verktøy har kommet til det punktet hvor mye av designverifiseringen nå utføres ved hjelp av datasimuleringer (diagnose) i stedet for fysisk prototypetesting . CAE -pålitelighet er basert på alle riktige forutsetninger som innganger og må identifisere kritiske innganger (BJ). Selv om det har vært mange fremskritt innen CAE, og det er mye brukt på ingeniørområdet, er fysisk testing fortsatt et must. Den brukes til verifisering og modelloppdatering , til å definere laster og grensebetingelser nøyaktig og til siste prototype avmelding.

Fremtiden for CAE i produktutviklingsprosessen

Selv om CAE har bygget et sterkt rykte som et verifiserings-, feilsøkings- og analyseverktøy, er det fortsatt en oppfatning av at tilstrekkelig nøyaktige resultater kommer ganske sent i designsyklusen for å virkelig drive designet. Dette kan forventes å bli et problem ettersom moderne produkter blir stadig mer komplekse. De inkluderer smarte systemer , noe som fører til et økt behov for flerfysisk analyse inkludert kontroller , og inneholder nye lette materialer, som ingeniører ofte er mindre kjent med. CAE -programvareselskaper og produsenter leter stadig etter verktøy og prosessforbedringer for å endre denne situasjonen. På programvaresiden søker de stadig etter å utvikle kraftigere løsere, bedre bruke datamaskinressurser og inkludere ingeniørkunnskap i for- og etterbehandling. På prosess -siden prøver de å oppnå en bedre justering mellom 3D CAE, 1D systemsimulering og fysisk testing. Dette bør øke modelleringsrealismen og beregningshastigheten. På toppen av det prøver de å integrere CAE bedre i den samlede produktlivssyklushåndteringen . På denne måten kan de koble produktdesign med produktbruk, noe som er et absolutt must for smarte produkter. En slik forbedret ingeniørprosess kalles også prediktiv ingeniøranalyse .

Se også

Referanser

Videre lesning

  • B. Raphael og IFC Smith (2003). Grunnleggende om dataassistert ingeniørfag. John Wiley. ISBN  978-0-471-48715-9 .

Eksterne linker