Ingeniería asistida por computadora (CAE)

La ingeniería asistida por computadora se ha utilizado con éxito para la ingeniería de productos durante décadas. Junto con eso, hubo un desarrollo continuo tanto para enfoques de modelado de alta fidelidad como para otros más pragmáticos que le permiten obtener resultados suficientemente precisos más rápido. Hoy en día, los ingenieros pueden y deben elegir el nivel de precisión que mejor se adapte a sus necesidades para responder preguntas de ingeniería con un mínimo esfuerzo computacional. El nivel de precisión va desde técnicas de modelado de alta fidelidad que permiten la predicción del comportamiento real dentro de un pequeño porcentaje o incluso menos hasta métodos rápidos que permiten predicciones rápidas de tendencias.

Hoy, sobre esa base, los procesos de certificación y verificación para las herramientas CAE están bien establecidos. Seguirán siendo un ingrediente crítico para el progreso de CAE, su confiabilidad y confianza en los gemelos digitales y su establecimiento en áreas novedosas. Si bien la simulación predictiva reducirá continuamente la necesidad de mediciones costosas y creación de prototipos, continuará requiriendo métodos CAE rigurosos y validación de mejores prácticas a través del experimento.

Aprender CAE requiere tiempo, dedicación, estudio y práctica exhaustivos. Es fundamental comprender la física fundamental subyacente del dominio en el que se encuentra, comprender los métodos numéricos y sus limitaciones, así como practicar el uso práctico de herramientas de software CAE reales. Gracias a la automatización, el aumento de la potencia informática y la mejora continua de las interfaces de usuario en el software CAE moderno, las barreras al CAE de alta fidelidad disminuirán aún más en todos los niveles de usuario, cambiando el alcance a la exploración de resultados y la toma de decisiones basadas en la simulación. Además, es fundamental comprender la dinámica física fundamental que se está llevando a cabo para juzgar los resultados y tomar decisiones de ingeniería significativas basadas en los resultados de CAE.

El software CAE se utiliza en una amplia gama de aplicaciones de ingeniería siempre que sea necesario comprender o predecir cómo varios tipos de física afectarán el rendimiento de un diseño o sistema de producto. En el desarrollo de productos industriales, la ingeniería asistida por computadora ha progresado ahora para simular el comportamiento multifísico en geometrías complejas, lo que permite a las empresas comprender y optimizar completamente el diseño de sus productos virtualmente antes de construir un prototipo.

Las industrias, donde la ingeniería asistida por computadora es ampliamente utilizada, incluyen:

• Aeroespacial
• Automotriz
• Productos de consumo
• Marina (diseño de nave, sistemas de propulsión, diseño de motores)
• Electrónica
• Energía (nuclear, petróleo y gas, generación de energía)
• Servicios de construcción
• Ciencias de la vida
• Turbomaquinería
• Deportes
• Otras aplicaciones generales que involucran estructuras, vibraciones, electromagnetismo, sonido, calor y flujo de fluidos

CAD es el uso de programas de computadora para crear, modificar, analizar y documentar representaciones gráficas bidimensionales o tridimensionales (2D o 3D) de objetos físicos como una alternativa a los borradores manuales y prototipos de productos. CAD se centra solo en la geometría de una pieza o producto.

La ingeniería asistida por computadora es realmente el siguiente paso en el proceso de desarrollo y permite a los ingenieros simular la pieza o el producto definido en CAD para comprender si el diseño se ejecutará como se espera para cumplir con los requisitos. Los datos CAD alimentan el proceso CAE, donde los ingenieros que utilizan herramientas CAE crean un modelo de simulación basado en la geometría definida en CAD. Los resultados de la simulación permiten a los ingenieros saber si el diseño cumple con los requisitos o si falla y se les ocurren ideas para cambiar el diseño para mejorar el rendimiento.

CAD junto con CAE es un proceso iterativo que permite a los equipos de ingeniería desarrollar más rápidamente nuevos productos innovadores en menos tiempo que los métodos de prueba física que se basan en la construcción de prototipos reales.