Bilgisayar destekli mühendislik - Computer-aided engineering

Plastik deformasyonlara maruz kalan bir 3B yapının doğrusal olmayan statik analizi

Bilgisayar destekli mühendislik ( CAE ), mühendislik analiz görevlerine yardımcı olmak için bilgisayar yazılımının geniş kullanımıdır . Bu içerir sonlu eleman analizi (FEA) , hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) , çok gövdeli dinamiklerini (MBD) , dayanıklılık ve optimizasyonu . O ile birlikte bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve bilgisayar destekli imalat kolektif kısaltması "in (CAM) CAx ".

genel bakış

Bilgisayar destekli mühendislik, öncelikle bazen CAE araçları olarak adlandırılan bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımını kullanır . CAE araçları, örneğin bileşenlerin ve montajların sağlamlığını ve performansını analiz etmek için kullanılmaktadır. Terim, ürünlerin ve üretim araçlarının simülasyonunu, doğrulanmasını ve optimizasyonunu kapsar . CAE sistemleri, karar vermede tasarım ekiplerinin desteklenmesine yardımcı olacak başlıca bilgi sağlayıcıları olmayı amaçlar. Bilgisayar destekli mühendislik, otomotiv, havacılık, uzay ve gemi inşa endüstrileri gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Bilgi ağları ile ilgili olarak , CAE sistemleri ayrı ayrı toplam bilgi ağındaki tek bir düğüm olarak kabul edilir ve her düğüm ağdaki diğer düğümlerle etkileşime girebilir.

CAE sistemleri işletmelere destek sağlayabilir. Bu, referans mimarilerin kullanımı ve iş sürecine bilgi görünümleri yerleştirme yetenekleriyle sağlanır. Referans mimarisi, bilgi modelinin, özellikle ürün ve üretim modellerinin temelidir.

CAE terimi geçmişte bazıları tarafından mühendislikte bilgisayar teknolojisinin kullanımını sadece mühendislik analizinden daha geniş bir anlamda tanımlamak için kullanılmıştır. Bu bağlamda, terim 1970'lerin sonlarında SDRC'nin kurucusu Jason Lemon tarafından icat edildi . Ancak bu tanım günümüzde CAx ve PLM terimleriyle daha iyi bilinmektedir .

CAE alanları ve aşamaları

Kapsanan CAE alanları şunları içerir:

Genel olarak, herhangi bir bilgisayar destekli mühendislik görevinde üç aşama vardır:

  • Ön işleme – modelin ve ona uygulanacak çevresel faktörlerin tanımlanması. (tipik olarak bir sonlu eleman modelidir, ancak faset, voksel ve ince tabaka yöntemleri de kullanılır)
  • Analiz çözücü (genellikle yüksek güçlü bilgisayarlarda gerçekleştirilir)
  • Sonuçların sonradan işlenmesi (görselleştirme araçlarını kullanarak)

Bu döngü, genellikle birçok kez, manuel olarak veya ticari optimizasyon yazılımı kullanılarak yinelenir .

Otomotiv endüstrisinde CAE

CAE araçları otomotiv endüstrisinde çok yaygın olarak kullanılmaktadır . Aslında, kullanımları otomobil üreticilerinin ürettikleri araçların güvenliğini, konforunu ve dayanıklılığını artırırken ürün geliştirme maliyetini ve süresini azaltmalarını sağlamıştır. CAE araçlarının tahmin yeteneği, tasarım doğrulamasının çoğunun artık fiziksel prototip testi yerine bilgisayar simülasyonları (tanı) kullanılarak yapıldığı noktaya kadar ilerlemiştir . CAE güvenilirliği, girdi olarak tüm uygun varsayımlara dayanır ve kritik girdileri (BJ) tanımlamalıdır. CAE'de birçok ilerleme olmasına ve mühendislik alanında yaygın olarak kullanılmasına rağmen, fiziksel testler hala bir zorunluluktur. Doğrulama ve model güncelleme , yüklerin ve sınır koşullarının doğru bir şekilde tanımlanması ve son prototip imzalanması için kullanılır.

Ürün geliştirme sürecinde CAE'nin geleceği

CAE bir doğrulama, sorun giderme ve analiz aracı olarak güçlü bir itibar oluşturmuş olsa da, tasarımı gerçekten yönlendirmek için tasarım döngüsünde yeterince doğru sonuçların oldukça geç geldiğine dair bir algı var . Modern ürünler her zamankinden daha karmaşık hale geldikçe bunun bir sorun haline gelmesi beklenebilir. Bunlar, kontroller de dahil olmak üzere çoklu fizik analizi için artan bir ihtiyaca yol açan akıllı sistemleri içerir ve mühendislerin genellikle daha az aşina olduğu yeni hafif malzemeler içerir. CAE yazılım şirketleri ve üreticileri sürekli olarak bu durumu değiştirmek için araçlar ve süreç iyileştirmeleri aramaktadır. Yazılım tarafında, sürekli olarak daha güçlü çözücüler geliştirmeye, bilgisayar kaynaklarını daha iyi kullanmaya ve ön ve son işlemeye mühendislik bilgisini dahil etmeye çalışıyorlar. Süreç tarafında, 3B CAE, 1B sistem simülasyonu ve fiziksel test arasında daha iyi bir uyum sağlamaya çalışırlar. Bu, modelleme gerçekçiliğini ve hesaplama hızını artırmalıdır. Bunun da ötesinde, CAE'yi genel ürün yaşam döngüsü yönetimine daha iyi entegre etmeye çalışırlar . Bu sayede akıllı ürünler için olmazsa olmaz olan ürün tasarımı ile ürün kullanımı arasında bağlantı kurabilirler. Böyle bir gelişmiş mühendislik süreci aynı zamanda tahmine dayalı mühendislik analitiği olarak da adlandırılır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

  • B. Raphael ve IFC Smith (2003). Bilgisayar destekli mühendisliğin temelleri. John Wiley. ISBN  978-0-471-48715-9 .

Dış bağlantılar