Računalno potpomognuto inženjerstvo (CAE)

Računalno potpomognuto inženjerstvo desetljećima se uspješno koristi za inženjerstvo proizvoda. Uz to, došlo je do kontinuiranog razvoja i pristupa modeliranja visoke vjernosti i za one pragmatičnije koji su vam omogućili brže postizanje dovoljno točnih rezultata. Danas inženjeri mogu i moraju odabrati razinu točnosti koja najbolje odgovara njihovim potrebama kako bi odgovorili na inženjerska pitanja uz minimalni računski napor. Razina točnosti kreće se od tehnika modeliranja visoke vjernosti koje omogućuju predviđanje stvarnog ponašanja unutar nekoliko posto ili čak manje do brzih metoda koje omogućuju brza predviđanja trendova.

Danas su na toj osnovi dobro uspostavljeni procesi certificiranja i provjere za CAE alate. Oni će ostati ključni sastojak napretka CAE, njegove pouzdanosti i povjerenja u digitalne blizance i njegovog uspostavljanja u novim područjima. Iako će prediktivna simulacija kontinuirano smanjivati potrebu za skupim mjerenjima i izradom prototipa, i dalje će zahtijevati rigorozne CAE metode i provjeru najboljih praksi kroz eksperiment.

Učenje CAE zahtijeva vrijeme, predanost, temeljito proučavanje i praksu. Ključno je razumjeti temeljnu fiziku domene u kojoj se nalazite, razumjeti numeričke metode i njihova ograničenja, kao i vježbati praktičnu upotrebu stvarnih CAE softverskih alata. Zahvaljujući automatizaciji, povećanju računalne snage i neprekidnom poboljšanju korisničkih sučelja u modernom CAE softveru, prepreke CAE visoke vjernosti dodatno će se smanjivati na svim korisničkim razinama - prebacujući opseg na istraživanje rezultata i donošenje odluka temeljenih na simulaciji. Štoviše, ključno je razumjeti temeljnu fizičku dinamiku koja se odvija kako bi se procijenili rezultati i donijeli smislene inženjerske odluke na temelju rezultata CAE.

CAE softver koristi se u širokom rasponu inženjerskih aplikacija kad god postoji potreba za razumijevanjem ili predviđanjem kako će različite vrste fizike utjecati na performanse dizajna proizvoda ili sustava. U razvoju industrijskih proizvoda, računalno potpomognuto inženjerstvo sada je napredovalo do simulacije multifizičkog ponašanja u složenim geometrijama omogućujući tvrtkama da u potpunosti razumiju i optimiziraju svoj dizajn proizvoda gotovo prije nego što ikada naprave prototip.

Industrije, u kojima se računalno potpomognuto inženjerstvo široko koristi, uključuju:

• Zrakoplovstvo
• Automobili
• Potrošački proizvodi
• Pomorski (projektiranje broda, pogonski sustavi, dizajn motora)
• Elektronika
• Energija (nuklearna, nafta i plin, proizvodnja električne energije)
• Građevinske usluge
• Znanosti o životu
• Turbomašinerija
• Sportovi
• Ostale opće primjene koje uključuju strukture, vibracije, elektromagnetiku, zvuk, toplinu i protok tekućine

CAD je korištenje računalnih programa za stvaranje, izmjenu, analizu i dokumentiranje dvo- ili trodimenzionalnih (2D ili 3D) grafičkih prikaza fizičkih objekata kao alternativa ručnim nacrtima i prototipovima proizvoda. CAD je fokusiran samo na geometriju dijela ili proizvoda.

Računalno potpomognuto inženjerstvo zaista je sljedeći korak u procesu razvoja i omogućuje inženjerima da simuliraju dio ili proizvod definiran u CAD-u kako bi razumjeli hoće li dizajn raditi onako kako bi se očekivalo da zadovolji zahtjeve. CAD podaci napajaju CAE proces, gdje inženjeri koji koriste CAE alate stvaraju simulacijski model temeljen na geometriji definiranoj u CAD-u. Rezultati simulacije tada obavještavaju inženjere da li dizajn ispunjava zahtjeve ili ne uspije i smisle ideje za promjenu dizajna radi poboljšanja performansi.

CAD zajedno s CAE je iterativni proces koji inženjerskim timovima omogućuje brži razvoj inovativnih novih proizvoda u kraćem vremenu od metoda fizičkog ispitivanja koje se oslanjaju na izgradnju stvarnih prototipova.