Computerstøttet teknik - Computer-aided engineering

Ikke -lineær statisk analyse af en 3D -struktur udsat for plastiske deformationer

Computer-aided engineering ( CAE ) er den brede brug af computersoftware til at hjælpe med tekniske analyseopgaver. Det inkluderer finite element analyse (FEA) , computational fluid dynamics (CFD) , multibody dynamics (MBD) , holdbarhed og optimering . Det er inkluderet i computerstøttet design (CAD) og computerstøttet fremstilling (CAM) i den kollektive forkortelse " CAx ".

Oversigt

Computerstøttet teknik bruger primært computerstøttet design (CAD) -software, der undertiden kaldes CAE-værktøjer. CAE -værktøjer bruges f.eks. Til at analysere robusthed og ydeevne for komponenter og samlinger. Udtrykket omfatter simulering, validering og optimering af produkter og produktionsværktøjer. CAE -systemer sigter mod at være store udbydere af information for at hjælpe med at designe teams i beslutningstagning. Computerstøttet teknik bruges på mange områder såsom bil-, luftfarts-, rum- og skibsbygningsindustrien.

Med hensyn til informationsnetværk betragtes CAE -systemer individuelt som en enkelt knude på et samlet informationsnetværk, og hver knude kan interagere med andre noder på netværket.

CAE -systemer kan yde support til virksomheder. Dette opnås ved brug af referencearkitekturer og deres evne til at placere informationsvisninger på forretningsprocessen. Referencearkitektur er grundlaget for hvilken informationsmodel, især produkt- og produktionsmodeller.

Begrebet CAE er også tidligere blevet brugt af nogle til at beskrive brugen af ​​computerteknologi inden for teknik i en bredere forstand end blot ingeniøranalyse. Det var i denne sammenhæng, at udtrykket blev opfundet af Jason Lemon, grundlægger af SDRC i slutningen af ​​1970'erne. Denne definition er dog bedre kendt i dag af udtrykkene CAx og PLM .

CAE felter og faser

CAE -områder omfattet omfatter:

Generelt er der tre faser i enhver computerstøttet ingeniøropgave:

  • Forbehandling-definition af modellen og miljøfaktorer, der skal anvendes på den. (typisk en endelig elementmodel, men facet-, voxel- og tyndarkmetoder bruges også)
  • Analyseløser (normalt udført på computere med høj effekt)
  • Efterbehandling af resultater (ved hjælp af visualiseringsværktøjer)

Denne cyklus gentages, ofte mange gange, enten manuelt eller med brug af kommerciel optimeringssoftware .

CAE i bilindustrien

CAE -værktøjer bruges meget i bilindustrien . Faktisk har deres anvendelse gjort det muligt for bilproducenterne at reducere produktudviklingsomkostninger og tid og samtidig forbedre sikkerheden, komforten og holdbarheden af ​​de køretøjer, de producerer. CAE -værktøjernes forudsigelsesevne er skredet til det punkt, hvor meget af designverifikationen nu udføres ved hjælp af computersimuleringer (diagnose) frem for fysisk prototypetest . CAE -pålidelighed er baseret på alle korrekte antagelser som input og skal identificere kritiske input (BJ). Selvom der er sket mange fremskridt inden for CAE, og det er meget udbredt inden for teknikområdet, er fysisk test stadig et must. Det bruges til verifikation og modelopdatering , til nøjagtigt at definere belastninger og randbetingelser og til sidste prototype-afmelding.

Fremtiden for CAE i produktudviklingsprocessen

Selvom CAE har opbygget et stærkt ry som et værktøj til verifikation, fejlfinding og analyse, er der stadig en opfattelse af, at tilstrækkeligt nøjagtige resultater kommer ret sent i designcyklussen for virkelig at drive designet. Dette kan forventes at blive et problem, efterhånden som moderne produkter bliver stadig mere komplekse. De omfatter smarte systemer , hvilket fører til et øget behov for multi-fysik analyse inklusive kontrolelementer , og indeholder nye lette materialer, som ingeniører ofte er mindre bekendt med. CAE softwarevirksomheder og producenter leder konstant efter værktøjer og procesforbedringer for at ændre denne situation. På softwaresiden søger de konstant at udvikle mere kraftfulde solvers, bedre bruge computerressourcer og inkludere ingeniørviden i for- og efterbehandling. På processiden forsøger de at opnå en bedre tilpasning mellem 3D CAE, 1D -systemsimulering og fysisk testning. Dette bør øge modelleringsrealismen og beregningshastigheden. Desuden forsøger de at integrere CAE bedre i den samlede produktlivscyklusstyring . På denne måde kan de forbinde produktdesign med produktbrug, hvilket er et absolut must for smarte produkter. En sådan forbedret teknikproces omtales også som forudsigende ingeniøranalyse .

Se også

Referencer

Yderligere læsning

  • B. Raphael og IFC Smith (2003). Grundlaget for computerstøttet teknik. John Wiley. ISBN  978-0-471-48715-9 .

eksterne links