Arvutipõhine tehnika (CAE)

Arvutipõhist inseneritehnikat on tootetehnoloogias edukalt kasutatud aastakümneid. Koos sellega arendati pidevalt nii kõrge täpsusega modelleerimismeetodeid kui ka pragmaatilisemaid lähenemisviise, mis võimaldasid teil kiiremini saada piisavalt täpseid tulemusi. Täna saavad insenerid ja peavad valima nende vajadustele kõige paremini vastava täpsuse taseme, et vastata inseneriküsimustele minimaalse arvutusliku pingutusega. Täpsuse tase ulatub kõrge täpsusega modelleerimistehnikatest, mis võimaldavad reaalset käitumist ennustada mõne protsendi või isegi vähem piires, kuni kiirete meetoditeni, mis võimaldavad kiiret trendi ennustust.

Tänapäeval on sellel alusel CAE tööriistade sertifitseerimise ja kontrollimise protsessid hästi välja kujunenud. Need jäävad CAE edusammude, usaldusväärsuse ja usalduse digitaalsete kaksikute vastu ning selle loomise uudsetes valdkondades kriitiliseks koostisosaks. Kuigi ennustav simulatsioon vähendab pidevalt vajadust kallite mõõtmiste ja prototüüpide järele, nõuab see jätkuvalt rangeid CAE meetodeid ja parimate tavade valideerimist katse kaudu.

CAE õppimine nõuab aega, pühendumist, põhjalikku õppimist ja praktikat. Oluline on mõista oma domeeni põhifüüsikat, kus te olete, mõista numbrilisi meetodeid ja nende piiranguid ning harjutada tegelike CAE tarkvaratööriistade praktilist kasutamist. Tänu automatiseerimisele, suuremale arvutusvõimsusele ja kasutajaliideste pidevale täiustamisele kaasaegses CAE tarkvaras vähenevad kõrge täpsusega CAE takistused veelgi kõigil kasutajatasanditel - nihutades ulatuse tulemuste uurimisele ja simulatsioonipõhiste otsuste tegemisele. Veelgi enam, tulemuste hindamiseks ja CAE tulemuste põhjal sisukate inseneriotsuste tegemiseks on ülioluline mõista toimuvat fundamentaalset füüsikalist dünaamikat.

CAE tarkvara kasutatakse paljudes insenerirakendustes alati, kui on vaja mõista või ennustada, kuidas erinevat tüüpi füüsika mõjutab tootedisaini või süsteemi jõudlust. Tööstustoodete arendamises on arvutipõhine tehnika edenenud multifüüsikalise käitumise simuleerimisele keerukates geomeetriates, võimaldades ettevõtetel täielikult mõista ja optimeerida oma tootedisaini praktiliselt enne prototüübi ehitamist.

Tööstusharud, kus arvutipõhist tehnikat kasutatakse laialdaselt, hõlmavad järgmist:

• Lennundus
• Autotööstus
• Tarbekaubad
• Merelaev (laevade projekteerimine, tõukejõusüsteemid, mootori konstruktsioon)
• Elektroonika
• Energia (tuuma-, nafta- ja gaas, elektrienergia tootmine)
• Ehitusteenused
• Bioteadused
• Turbomasinatehase
• Sport
• Muud üldised rakendused, mis hõlmavad struktuure, vibratsiooni, elektromagnetikat, heli, soojust ja vedeliku voolu

CAD on arvutiprogrammide kasutamine füüsiliste objektide kahe- või kolmemõõtmeliste (2D või 3D) graafiliste kujutiste loomiseks, muutmiseks, analüüsimiseks ja dokumenteerimiseks alternatiivina käsitsi mustanditele ja tooteprototüüpidele. CAD on keskendunud ainult osa või toote geomeetriale.

Arvutipõhine tehnika on tõesti arendusprotsessi järgmine samm ja võimaldab inseneridel simuleerida CAD-is määratletud osa või toodet, et mõista, kas disain toimib vastavalt nõuetele. CAD-andmed toidavad CAE protsessi, kus CAE tööriistu kasutavad insenerid loovad simulatsioonimudeli, mis põhineb CAD-is määratletud geomeetrial. Seejärel annavad simulatsiooni tulemused inseneridele teada, kas disain vastab nõuetele või ebaõnnestub, ja pakuvad ideid disaini muutmiseks, et parandada jõudlust.

CAD koos CAE-ga on iteratiivne protsess, mis võimaldab insenerimeeskondadel kiiremini arendada uuenduslikke uusi tooteid lühema aja jooksul kui füüsilised testimismeetodid, mis tuginevad reaalsete prototüüpide loomisele.