Μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή (CAE)

Η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή είναι η χρήση λογισμικού υπολογιστών σε όλες τις βιομηχανίες για την προσομοίωση της απόδοσης των προϊόντων για τη βελτίωση των σχεδίων ή τη βοήθεια στην επίλυση προβλημάτων μηχανικής. Αυτό περιλαμβάνει προσομοίωση, επικύρωση και βελτιστοποίηση προϊόντων, διαδικασιών και εργαλείων κατασκευής.

Τι είναι η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή;

Η CAE ή μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή είναι η χρήση λογισμικού υπολογιστών σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών για την προσομοίωση επιδόσεων που βασίζονται στη φυσική για τη βελτίωση των σχεδίων προϊόντων ή την παροχή βοήθειας στην επίλυση προβλημάτων μηχανικής. Αυτό περιλαμβάνει προσομοίωση, επικύρωση και βελτιστοποίηση προϊόντων, διαδικασιών και εργαλείων κατασκευής.

Μια τυπική διαδικασία CAE περιλαμβάνει βήματα προεπεξεργασίας, επίλυσης και μετεπεξεργασίας. Στη φάση προεπεξεργασίας, οι μηχανικοί μοντελοποιούν τη γεωμετρία (ή μια αναπαράσταση συστήματος) και τις φυσικές ιδιότητες του σχεδιασμού, καθώς και το περιβάλλον, με τη μορφή εφαρμοζόμενων φορτίων ή περιορισμών. Στη συνέχεια, το μοντέλο επιλύεται χρησιμοποιώντας μια κατάλληλη μαθηματική διατύπωση της υποκείμενης φυσικής. Στη φάση μετεπεξεργασίας, τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον μηχανικό για αναθεώρηση.

An engineer using the Simcenter 3D software for computer-aided engineering (CAE).

Ανακαλύψτε τα οφέλη

Η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή είναι μια καθιερωμένη μεθοδολογία που χρησιμοποιείται συχνά για την αντικατάσταση ή τη συμπλήρωση πειραματικών και αναλυτικών μεθόδων για να βοηθήσει τον μηχανικό σχεδιασμό και την ανάλυση καθημερινών προϊόντων. Σε σύγκριση με τα πρωτότυπα και τα πειράματα, η προσομοίωση CAE προσφέρει τα ακόλουθα οφέλη.

Αυξήστε την απόδοση

Η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή σάς επιτρέπει να αναλύετε και να εξερευνάτε γρήγορα τις δυνατότητες μηχανικής για αυξημένη απόδοση προϊόντων.

Μείωση χρόνου

Η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή σάς βοηθά να φέρετε βελτιστοποιημένα σχέδια προϊόντων στην αγορά γρηγορότερα σε σύγκριση με μια μέθοδο κατασκευής και δοκιμής.

Μείωση κόστους

Αξιοποιώντας τη μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή, μπορείτε να μειώσετε σημαντικά το κόστος ανάπτυξης προϊόντων σας σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες δοκιμών που βασίζονται σε φυσικά πρωτότυπα.

Τύποι μηχανικής με τη βοήθεια υπολογιστή

Η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή είναι ένας ευρέως καθορισμένος τομέας που αποτελείται από τους ακόλουθους υποτομείς:

Προσομοίωση CFD μηχανολογικού εξοπλισμού που πραγματοποιείται με το Simcenter 3D Software.

Ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων

Η ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (FEA) είναι η εικονική μοντελοποίηση και προσομοίωση προϊόντων και συγκροτημάτων για δομικές, ακουστικές, ηλεκτρομαγνητικές ή θερμικές επιδόσεις. Το FEA είναι η πρακτική εφαρμογή της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων (FEM).

Εξερευνήστε το FEA

Στιγμιότυπο οθόνης λογισμικού προσομοίωσης υπολογιστικής δυναμικής ρευστών πολυφυσικής.

Υπολογιστική δυναμική ρευστών

Οι προσομοιώσεις υπολογιστικής δυναμικής ρευστών (CFD) βασίζονται στην εξίσωση Navier-Stokes, που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την κίνηση των υγρών.

Εξερευνήστε την προσομοίωση CFD

Τρισδιάστατο μοντέλο μπουλντόζας από το λογισμικό Simcenter 3D.

Δυναμική πολλαπλών σωμάτων | Κίνηση

Η κατανόηση της τεχνικής απόδοσης είναι δύσκολη για περίπλοκα μηχανικά συστήματα, όπως πτερύγια πτερυγίων ή μηχανήματα προσγείωσης, συρόμενες ηλιοροφές ή αναρτήσεις ή φωτοτυπικά μηχανήματα και άλλους μηχανισμούς. Η δυναμική πολλαπλών σωμάτων υπολογίζει τις δυνάμεις αντίδρασης, τις ροπές και άλλα για μηχανικά συστήματα.

Εξερευνήστε τη δυναμική πολλαπλών σωμάτων

Μια εικόνα από το λογισμικό Simcenter Amesim.

Προσομοίωση συστημάτων

Η προσομοίωση συστημάτων είναι η διαδικασία πειραματισμού και μελέτης του τρόπου με τον οποίο οι αλλαγές στα χαρακτηριστικά ενός πολύπλοκου συστήματος (ή υποσυστήματος) επηρεάζουν το σύστημα στο σύνολό του.

Εξερευνήστε την προσομοίωση συστήματος

Εικονική επικύρωση και προγνωστική μηχανική

Ο σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD) σε συνδυασμό με το CAE σάς βοηθά να επικυρώσετε ουσιαστικά την απόδοση ενός σχεδίου χωρίς να χρειάζεται να δημιουργήσετε και να δοκιμάσετε ένα φυσικό πρωτότυπο. Καθώς οι διαδικασίες παραγωγής γίνονται όλο και πιο περίπλοκες, η εικονική επικύρωση μπορεί να βοηθήσει τις εταιρείες να σχεδιάσουν, να σχεδιάσουν και να εφαρμόσουν τα συστήματά τους πριν επενδύσουν σημαντικά κεφάλαια.

Συνδυάζοντας το CAE με τη σχεδιαστική διαστημική εξερεύνηση και ακόμη και την τεχνητή νοημοσύνη (AI), το μέλλον του CAE μπορεί να είναι προγνωστική μηχανική. Αυτό σημαίνει ότι οι μηχανικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν το CAE για να σχεδιάσουν εξαρτήματα με βάση τις απαιτήσεις του προϊόντος, τις αναμενόμενες συνθήκες φόρτωσης και τα περιβάλλοντα λειτουργίας, έτσι η προσομοίωση μπορεί να βοηθήσει στην καθοδήγηση και τη δημιουργία του σχεδιασμού αντί απλώς να επαληθεύσει και να επικυρώσει σχέδια που δημιουργήθηκαν από ένα άτομο.

Εξερευνήστε τα σχετικά προϊόντα CAE

Simcenter

Δοκιμάστε το λογισμικό CAE δωρεάν

Οπτικά λογισμικού Simcenter 3D που αντιπροσωπεύουν ένα μοντέλο προσομοίωσης ενός σχεδίου τρακτέρ.

Δοκιμή 3D του Simcenter

Μετατρέψτε γρήγορα τη γεωμετρία CAD σε χρησιμοποιήσιμη γεωμετρία για προσομοίωση
Συνδέστε και λύστε αποτελεσματικά τα μοντέλα σας για δομική ανάλυση για να αποκτήσετε πληροφορίες σχετικά με την απόδοση του σχεδιασμού
Γρήγορη ενημέρωση του μοντέλου προσομοίωσης με το λογισμικό Simcenter 3D για να σχεδιάσετε αλλαγές, ώστε να μπορείτε να προσομοιώσετε ξανά σε δευτερόλεπτα

Δοκιμάστε τώρα

Συχνές Ερωτήσεις

Η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη μηχανική προϊόντων εδώ και δεκαετίες. Μαζί με αυτό, υπήρξε μια συνεχής ανάπτυξη τόσο για προσεγγίσεις μοντελοποίησης υψηλής πιστότητας όσο και για πιο ρεαλιστικές που σας επιτρέπουν να λάβετε αρκετά ακριβή αποτελέσματα γρηγορότερα. Σήμερα, οι μηχανικοί μπορούν και πρέπει να επιλέξουν το επίπεδο ακρίβειας που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες τους για να απαντήσουν σε ερωτήσεις μηχανικής με ελάχιστη υπολογιστική προσπάθεια. Το επίπεδο ακρίβειας κυμαίνεται από τεχνικές μοντελοποίησης υψηλής πιστότητας που επιτρέπουν την πρόβλεψη της πραγματικής συμπεριφοράς μέσα σε λίγα τοις εκατό ή και λιγότερο έως γρήγορες μεθόδους που επιτρέπουν γρήγορες προβλέψεις τάσεων.

Σήμερα, σε αυτή τη βάση, οι διαδικασίες πιστοποίησης και επαλήθευσης για τα εργαλεία CAE είναι καθιερωμένες. Θα παραμείνουν ένα κρίσιμο συστατικό για την πρόοδο του CAE, την αξιοπιστία και την εμπιστοσύνη του στα ψηφιακά δίδυμα και την εγκατάστασή του σε νέους τομείς. Ενώ η προγνωστική προσομοίωση θα μειώσει συνεχώς την ανάγκη για ακριβές μετρήσεις και πρωτότυπα, θα συνεχίσει να απαιτεί αυστηρές μεθόδους CAE και επικύρωση βέλτιστων πρακτικών μέσω πειράματος.

Το CAD είναι η χρήση προγραμμάτων υπολογιστών για τη δημιουργία, τροποποίηση, ανάλυση και τεκμηρίωση δύο ή τρισδιάστατων (2D ή 3D) γραφικών αναπαραστάσεων φυσικών αντικειμένων ως εναλλακτική λύση στα χειροκίνητα σχέδια και τα πρωτότυπα προϊόντων. Το CAD επικεντρώνεται μόνο στη γεωμετρία ενός εξαρτήματος ή προϊόντος.

Η μηχανική με τη βοήθεια υπολογιστή είναι πραγματικά το επόμενο βήμα στη διαδικασία ανάπτυξης και επιτρέπει στους μηχανικούς να προσομοιώσουν το μέρος ή το προϊόν που ορίζεται στο CAD για να καταλάβουν εάν ο σχεδιασμός θα λειτουργήσει όπως αναμένεται για να καλύψει τις απαιτήσεις. Τα δεδομένα CAD τροφοδοτούν τη διαδικασία CAE, όπου οι μηχανικοί που χρησιμοποιούν εργαλεία CAE δημιουργούν ένα μοντέλο προσομοίωσης βασισμένο στη γεωμετρία που ορίζεται στο CAD. Τα αποτελέσματα από την προσομοίωση ενημερώνουν τους μηχανικούς εάν ο σχεδιασμός πληροί τις απαιτήσεις ή αποτυγχάνει και καταλήγουν σε ιδέες για να αλλάξουν το σχέδιο για να βελτιώσουν την απόδοση.

Το CAD μαζί με το CAE είναι μια επαναληπτική διαδικασία που επιτρέπει στις ομάδες μηχανικών να αναπτύξουν πιο γρήγορα καινοτόμα νέα προϊόντα σε λιγότερο χρόνο από τις φυσικές μεθόδους δοκιμών που βασίζονται στην κατασκευή πραγματικών πρωτοτύπων.

Μάθετε περισσότερα

Ρολόι

Διαδικτυακό σεμινάριο κατόπιν | Η μηχανική προσομοίωση μεταμορφώνει τη μηχανική μηχανών

Διαδικτυακό σεμινάριο κατόπιν | Επίτευξη συμμόρφωσης με ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) για ηλεκτροκίνητα οχήματα

Ακούστε

Podcast | Προώθηση του σχεδιασμού και της προσομοίωσης ηλεκτρικών κινητήρων με τον Adrian Perregaux

Podcast | Το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον του CFD με τον Δρ Simon Fischer

Διαβάστε

ιστολόγια | Ανακαλύψτε όλα τα ιστολόγια του Simcenter CAE

Λύσεις προσομοίωσης και δοκιμής Simcenter | Δημιουργήστε ένα πιο βιώσιμο μέλλον