Ingegneria assistita da computer (CAE)

L'ingegneria assistita da computer è stata utilizzata con successo per l'ingegneria dei prodotti per decenni. Inoltre, c'è stato uno sviluppo continuo sia di approcci di modellazione ad alta fedeltà che di approcci più pragmatici che Le consentissero di ottenere risultati sufficientemente accurati più velocemente. Oggi, gli ingegneri possono e devono scegliere il livello di precisione più adatto alle loro esigenze per rispondere a domande di ingegneria con il minimo sforzo computazionale. Il livello di precisione va da tecniche di modellazione ad alta fedeltà che consentono la previsione del comportamento reale entro pochi punti percentuali o anche meno a metodi rapidi che consentono previsioni rapide delle tendenze.

Oggi, su questa base, i processi di certificazione e verifica per gli strumenti CAE sono ben consolidati. Rimarranno un ingrediente fondamentale per il progresso del CAE, la sua affidabilità e fiducia nei gemelli digitali e la sua affermazione in nuove aree. Sebbene la simulazione predittiva ridurrà continuamente la necessità di costose misurazioni e prototipazioni, continuerà a richiedere rigorosi metodi CAE e la convalida delle migliori pratiche attraverso esperimenti.

L'apprendimento del CAE richiede tempo, dedizione, studio approfondito e pratica. È fondamentale comprendere la fisica fondamentale alla base del dominio in cui si trova, conoscere i metodi numerici e i loro limiti, oltre a esercitarsi nell'uso pratico degli strumenti software CAE effettivi. Grazie all'automazione, all'aumento della potenza di calcolo e al miglioramento sempre continuo delle interfacce utente nel moderno software CAE, le barriere al CAE ad alta fedeltà diminuiranno ulteriormente a tutti i livelli utente, spostando l'ambito all'esplorazione dei risultati e alle decisioni basate sulla simulazione. Inoltre, è fondamentale comprendere le dinamiche fisiche fondamentali in atto per giudicare i risultati e prendere decisioni ingegneristiche significative basate sui risultati CAE.

Il software CAE viene utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni ingegneristiche ogni volta che è necessario comprendere o prevedere in che modo i vari tipi di fisica influiranno sulle prestazioni del design o del sistema di un prodotto. Nello sviluppo di prodotti industriali, l'ingegneria assistita da computer è ora passata alla simulazione del comportamento multifisico in geometrie complesse, consentendo alle aziende di comprendere e ottimizzare appieno la progettazione dei loro prodotti praticamente prima di costruire un prototipo.

I settori in cui l'ingegneria assistita da computer è ampiamente utilizzata includono:

• Aerospazio
• Automobilistico
• Prodotti di consumo
• Marina (progettazione navale, sistemi di propulsione, progettazione del motore)
• Elettronica
• Energia (nucleare, petrolio e gas, generazione di energia)
• Servizi per l'edilizia
• Scienze della vita
• Turbomacchine
• Sport
• Altre applicazioni generali che coinvolgono strutture, vibrazioni, elettromagnetismo, suono, calore e flusso di fluidi

Il CAD è l'uso di programmi informatici per creare, modificare, analizzare e documentare rappresentazioni grafiche bidimensionali o tridimensionali (2D o 3D) di oggetti fisici in alternativa alle bozze manuali e ai prototipi di prodotti. Il CAD si concentra solo sulla geometria di una parte o di un prodotto.

L'ingegneria assistita da computer è davvero la fase successiva del processo di sviluppo e consente agli ingegneri di simulare la parte o il prodotto definito in CAD per capire se il progetto funzionerà come previsto per soddisfare i requisiti. I dati CAD alimentano il processo CAE, in cui gli ingegneri che utilizzano strumenti CAE creano un modello di simulazione basato sulla geometria definita in CAD. I risultati della simulazione consentono quindi agli ingegneri di sapere se il progetto soddisfa i requisiti o fallisce e di elaborare idee per modificare il design per migliorare le prestazioni.

Il CAD insieme al CAE è un processo iterativo che consente ai team di ingegneri di sviluppare più rapidamente nuovi prodotti innovativi in meno tempo rispetto ai metodi di test fisici che si basano sulla costruzione di prototipi reali.