Datorstödd teknik (CAE)

Datorstödd teknik har framgångsrikt använts för produktteknik i årtionden. Tillsammans med det skedde en kontinuerlig utveckling för både high-fidelity-modelleringsmetoder och mer pragmatiska sådana som låter dig få tillräckligt exakta resultat snabbare. Idag kan och måste ingenjörer välja den noggrannhetsnivå som bäst passar deras behov för att svara på tekniska frågor med minimal beräkningsinsats. Noggrannhetsnivån sträcker sig från högtrogna modelleringstekniker som möjliggör förutsägelse av verkligt beteende inom några procent eller ännu mindre till snabba metoder som möjliggör snabba trendförutsägelser.

Idag är certifierings- och verifieringsprocesser för CAE-verktyg väl etablerade. De kommer att förbli en kritisk ingrediens för CAE: s framsteg, dess tillförlitlighet och förtroende för digitala tvillingar och dess etablering inom nya områden. Medan prediktiv simulering kontinuerligt kommer att minska behovet av dyra mätningar och prototyper, kommer det att fortsätta att kräva rigorösa CAE-metoder och validering av bästa praxis genom experiment.

Att lära sig CAE kräver tid, engagemang, grundlig studie och övning. Det är viktigt att förstå den underliggande grundläggande fysiken i domänen du befinner dig i, ha ett grepp om numeriska metoder och deras begränsningar, samt öva den praktiska användningen av faktiska CAE-programvaruverktyg. Tack vare automatisering, ökad datorkraft och ständigt kontinuerlig förbättring av användargränssnitt i modern CAE-programvara kommer hindren för högtrogna CAE att minska ytterligare på alla användarnivåer - flytta räckvidden till att utforska resultat och fatta simuleringsbaserade beslut. Dessutom är det viktigt att förstå grundläggande fysisk dynamik som äger rum för att bedöma resultaten och fatta meningsfulla tekniska beslut baserat på CAE-resultat.

CAE-programvara används i ett brett spektrum av tekniska applikationer när det finns ett behov av att förstå eller förutsäga hur olika typer av fysik kommer att påverka prestandan hos en produktdesign eller ett system. Inom industriell produktutveckling har datorstödd teknik utvecklats till att simulera multifysikbeteendet i komplexa geometrier som gör det möjligt för företag att fullt ut förstå och optimera sin produktdesign praktiskt taget innan de någonsin bygger en prototyp.

Branscher, där datorstödd teknik används i stor utsträckning, inkluderar:

• Flyg och rymd
• Fordonsindustrin
• Konsumentprodukter
• Marin (fartygsdesign, framdrivningssystem, motorkonstruktion)
• Elektronik
• Energi (kärnkraft, olja och gas, kraftproduktion)
• Byggnadstjänster
• Biovetenskap
• Turbomaskiner
• Idrott
• Andra allmänna tillämpningar som omfattar strukturer, vibrationer, elektromagnetik, ljud, värme och vätskeflöde

CAD är användningen av datorprogram för att skapa, modifiera, analysera och dokumentera två- eller tredimensionella (2D eller 3D) grafiska representationer av fysiska objekt som ett alternativ till manuella utkast och produktprototyper. CAD fokuserar bara på geometrin hos en del eller produkt.

Datorstödd teknik är verkligen nästa steg i utvecklingsprocessen och gör det möjligt för ingenjörer att simulera den del eller produkt som definieras i CAD för att förstå om designen kommer att fungera som förväntat för att uppfylla kraven. CAD-data matar CAE-processen, där ingenjörer som använder CAE-verktyg skapar en simuleringsmodell baserad på den geometri som definieras i CAD. Resultaten från simuleringen låter sedan ingenjörer veta om konstruktionen uppfyller kraven eller misslyckas och kommer med idéer för att ändra designen för att förbättra prestanda.

CAD tillsammans med CAE är en iterativ process som gör det möjligt för ingenjörsteam att snabbare utveckla innovativa nya produkter på kortare tid än fysiska testmetoder som förlitar sig på att bygga riktiga prototyper.