Computergestütztes Ingenieurwesen

Nichtlineare statische Analyse einer 3D -Struktur, die plastischen Deformationen ausgesetzt ist

Computergestütztes Ingenieurwesen (CAE) ist die breite Verwendung von Computer Software zu helfen Ingenieurwesen Analyseaufgaben. Es enthält Finite -Elemente -Analyse (FEA), Computerflüssigkeitsdynamik (CFD), Multibody -Dynamik (MBD), Haltbarkeit und Optimierung. Es ist enthalten mit computergestütztes Design (CAD) und Computergestützte Herstellung (CAM) in der kollektiven Abkürzung "Cax".

Überblick

Computergestützte Engineering verwendet hauptsächlich computergestütztes Design (CAD) Software, die manchmal CAE -Tools genannt wird. CAE -Tools werden verwendet, um die Robustheit und Leistung von Komponenten und Baugruppen zu analysieren. CAE -Tools umfassen Simulation, Validierungund Optimierung von Produkten und Herstellungswerkzeugen. CAE-Systeme wollen wichtige Anbieter von Informationsanbietern sein, um Designteams bei der Entscheidungsfindung zu unterstützen. Computergestützte Engineering wird in verschiedenen Bereichen wie Automobil-, Luftfahrt-, Raum- und Schiffbauindustrien verwendet.[1]

CAE -Systeme können Unternehmen unterstützen. Dies wird durch die Verwendung von Referenzarchitekturen und deren Fähigkeit erreicht, Informationen zum Geschäftsprozess zu platzieren. Referenzarchitektur ist die Grundlage, aus der Informationen modelliert werden, insbesondere Produkt- und Fertigungsmodelle.

Der Begriff CAE wurde verwendet, um die Verwendung von Computertechnologien innerhalb des Ingenieurwesens in breiterem Sinne zu beschreiben als nur die technische Analyse. In diesem Zusammenhang wurde der Begriff von Jason Lemon, Gründer von, geprägt SDRC In den späten 1970er Jahren. Diese Definition ist heute durch die Begriffe besser bekannt Cax und PLM.[2]

CAE -Systeme werden individuell als einzeln angesehen Knoten In einem Gesamtinformationsnetzwerk und jeder Knoten kann mit anderen Knoten im Netzwerk interagieren.

CAE -Felder und Phasen

Zu den abgedeckten CAE -Bereichen gehören:

Im Allgemeinen gibt es drei Phasen in jeder computergestützten technischen Aufgabe:

  • Vorverarbeitung-Definieren des Modell- und Umgebungsfaktoren, die darauf angewendet werden sollen (typischerweise ein Finite-Elemente-Modell, aber Facette, Voxelund dünne Blattmethoden werden auch verwendet);
  • Analyse -Löser (normalerweise auf hochwertigen Computern durchgeführt);
  • Nachbearbeitung von Ergebnissen (unter Verwendung von Visualisierungstools).

Dieser Zyklus wird oft viele Male entweder manuell oder unter Verwendung von iteriert kommerzielle Optimierungssoftware.

CAE in der Automobilindustrie

CAE -Werkzeuge werden in der häufig verwendet Automobilindustrie. Mit ihrer Verwendung haben die Autohersteller die Kosten und die Zeit der Produktentwicklung reduziert und gleichzeitig die Sicherheit, den Komfort und die Haltbarkeit der von ihnen hergestellten Fahrzeuge verbessert. Die Vorhersagefähigkeit von CAE -Tools hat sich so weit fortgesetzt Prototyp testen. Die CAE -Zuverlässigkeit basiert auf allen ordnungsgemäßen Annahmen als Eingaben und muss kritische Eingaben (BJ) identifizieren. Obwohl es in CAE viele Fortschritte gab und im technischen Bereich weit verbreitet ist, sind physikalische Tests immer noch ein Muss. Es wird zur Überprüfung verwendet und Modellaktualisierung, um Lasten und Randbedingungen genau zu definieren und die endgültige Prototyp-Anmeldung.

Die Zukunft von CAE im Produktentwicklungsprozess

Obwohl CAE einen starken Ruf als Überprüfungs-, Fehlerbehebungs- und Analyse -Tool aufgebaut hat, besteht immer noch die Wahrnehmung, dass ausreichend genaue Ergebnisse ziemlich spät in der Entwurfszyklus Um das Design wirklich zu fahren. Es ist zu erwarten, dass dies zu einem Problem wird, da moderne Produkte immer komplexer werden. Sie beinhalten Smart Systems, was zu einem erhöhten Bedarf an Multi-Physics-Analyse einschließlich führt, einschließlich Kontrollenund enthalten neue leichte Materialien, mit denen Ingenieure oft weniger vertraut sind. CAE -Softwareunternehmen und Hersteller suchen ständig nach Tools und Prozessverbesserungen, um diese Situation zu ändern.

Auf der Softwareseite versuchen sie ständig, leistungsfähigere Löser zu entwickeln, Computerressourcen besser zu nutzen und technische Kenntnisse in die Vor- und Nachbearbeitung einzubeziehen. Auf der Prozessseite versuchen sie, eine bessere Ausrichtung zwischen 3D -CAE, 1D -Systemsimulation und physikalischen Tests zu erreichen. Dies sollte den Modellierungsrealismus und die Berechnungsgeschwindigkeit erhöhen.

CAE -Softwareunternehmen und -hersteller versuchen, CAE besser in die Gesamtrang zu integrieren Produktlebenszyklusmanagement. Auf diese Weise können sie das Produktdesign mit Produktkonsum verbinden, was für intelligente Produkte benötigt wird. Dieser erweiterte Engineering -Prozess wird auch als als bezeichnet Vorhersage -Engineering -Analyse.[3][4]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Saracoglu, B. O. (2006). "Identifizierung von technologischen Leistungskriterien für CAD/CAM/CAE/CIM/CAL in der Schiffbauindustrie". 2006 Technologiemanagement für die Global Future - Picmet 2006 Konferenz. S. 1635–1646. doi:10.1109/picmet.2006.296739. ISBN 1-890843-14-8. S2CID 23963474.
  2. ^ Marks, Peter. "2007: In Erinnerung an Dr. Jason A. Lemon, Cae Pioneer". gfxspeak.com. Abgerufen 2 Jul 2011.
  3. ^ Van der Auwerer, Herman; Anthonis, Jan; De Bruyne, Stijn; Leuridan, Jan (2012). "Virtual Engineering bei der Arbeit: Die Herausforderungen für die Gestaltung mechatronischer Produkte". Engineering mit Computern. 29 (3): 389–408. doi:10.1007/s00366-012-0286-6.
  4. ^ Seong Wook Cho; Seung Wook Kim; Jin-Pyo Park; Sang Wook Yang; Young Choi (2011). "Engineering Collaboration Framework mit CAE -Analysedaten". Internationales Journal of Precision Engineering und Fertigung. 12.

Weitere Lektüre

  • B. Raphael und I.F.C.Smith (2003). Grundlagen des Computer -Aided Engineering. John Wiley. ISBN978-0-471-48715-9.

Externe Links