Datorizētā inženierija (CAE)

Datorizētā inženierija gadu desmitiem ir veiksmīgi izmantota produktu inženierijā. Līdz ar to tika nepārtraukti attīstīta gan augstas precizitātes modelēšanas pieejas, gan pragmatiskākas, kas ļāva ātrāk iegūt pietiekami precīzus rezultātus. Mūsdienās inženieri var un ir jāizvēlas precizitātes līmenis, kas vislabāk atbilst viņu vajadzībām, lai atbildētu uz inženierijas jautājumiem ar minimālu skaitļošanas piepūli. Precizitātes līmenis svārstās no augstas precizitātes modelēšanas metodēm, kas ļauj paredzēt reālu uzvedību dažu procentu vai pat mazāk robežās, līdz ātrām metodēm, kas ļauj ātri prognozēt tendences.

Šodien, pamatojoties uz to, CAE rīku sertifikācijas un verifikācijas procesi ir labi izveidoti. Tie joprojām būs būtiska sastāvdaļa CAE attīstībai, tās uzticamībai un uzticībai digitālajiem dvīņiem un tās izveidošanai jaunās jomās. Lai gan prognozējamā simulācija nepārtraukti samazinās nepieciešamību pēc dārgiem mērījumiem un prototipēšanu, tai arī turpmāk būs nepieciešamas stingras CAE metodes un paraugprakses apstiprināšana eksperimenta ceļā.

CAE apguve prasa laiku, centību, rūpīgu izpēti un praksi. Ir ļoti svarīgi saprast domēna pamatfiziku, kurā atrodaties, izprast skaitliskās metodes un to ierobežojumus, kā arī praktizēt faktisko CAE programmatūras rīku praktisku izmantošanu. Pateicoties automatizācijai, skaitļošanas jaudas palielināšanai un pastāvīgai lietotāju saskarņu uzlabošanai mūsdienu CAE programmatūrā, augstas precizitātes CAE šķēršļi vēl vairāk samazināsies visos lietotāju līmeņos - novirzot darbības jomu uz rezultātu izpēti un uz simulāciju balstītu lēmumu pieņemšanu. Turklāt ir svarīgi saprast notiekošo fundamentālo fizisko dinamiku, lai novērtētu rezultātus un pieņemtu jēgpilnus inženiertehniskos lēmumus, pamatojoties uz CAE rezultātiem.

CAE programmatūra tiek izmantota plašā inženiertehnisko lietojumu klāstā, kad ir nepieciešams saprast vai paredzēt, kā dažāda veida fizika ietekmēs produkta dizaina vai sistēmas veiktspēju. Rūpniecisko produktu izstrādē datorizētā inženierija tagad ir progresējusi, simulējot multifizikas uzvedību sarežģītās ģeometrijās, ļaujot uzņēmumiem pilnībā izprast un optimizēt savu produktu dizainu praktiski pirms prototipa veidošanas.

Nozares, kurās plaši izmanto datorizētu inženieriju, ietver:

• Aviācija
• Automobiļi
• Patēriņa preces
• Jūras (kuģu projektēšana, piedziņas sistēmas, dzinēja konstrukcija)
• Elektronika
• Enerģētika (kodolenerģija, nafta un gāze, elektroenerģijas ražošana)
• Celtniecības pakalpojumi
• Dzīvības zinātnes
• Turbomažieris
• Sports
• Citi vispārīgi pielietojumi, kas saistīti ar konstrukcijām, vibrācijām, elektromagnētiku, skaņu, siltumu un šķidruma plūsmu

CAD ir datorprogrammu izmantošana, lai izveidotu, modificētu, analizētu un dokumentētu fizisko objektu divu vai trīsdimensiju (2D vai 3D) grafiskos attēlojumus kā alternatīvu manuāliem melnrakstiem un produktu prototipiem. CAD ir vērsts tikai uz detaļas vai izstrādājuma ģeometriju.

Datorizētā inženierija patiešām ir nākamais solis izstrādes procesā, un tā ļauj inženieriem simulēt CAD definēto daļu vai produktu, lai saprastu, vai dizains darbosies tā, kā paredzēts, lai atbilstu prasībām. CAD dati nodrošina CAE procesu, kurā inženieri, izmantojot CAE rīkus, izveido simulācijas modeli, pamatojoties uz CAD definēto ģeometriju. Pēc tam simulācijas rezultāti ļauj inženieriem zināt, vai dizains atbilst prasībām vai neizdodas, un nāk klajā ar idejām, kā mainīt dizainu, lai uzlabotu veiktspēju.

CAD kopā ar CAE ir iteratīvs process, kas ļauj inženieru komandām ātrāk izstrādāt inovatīvus jaunus produktus īsākā laikā nekā fiziskās testēšanas metodes, kas balstās uz reālu prototipu veidošanu.