Компьютерное проектирование ( CAE ) — это общее использование технологий для помощи в задачах, связанных с инженерным анализом. Любое использование технологий для решения или содействия инженерным проблемам подпадает под это понятие.
Наряду с постоянным совершенствованием компьютерной графики и скорости, компьютерная помощь помогает инженерам выполнять некогда сложные и трудоемкие задачи с помощью ввода информации и нажатия кнопки.
Он включает в себя конечно-элементный анализ (FEA) , вычислительную гидродинамику (CFD) , многотельную динамику (MBD) , долговечность и оптимизацию. Он включен в автоматизированное проектирование (CAD) и автоматизированное производство (CAM) в коллективной аббревиатуре "CAx".
Термин CAE использовался для описания использования компьютерных технологий в инженерии в более широком смысле, чем просто инженерный анализ. Именно в этом контексте этот термин был придуман Джейсоном Лемоном, основателем SDRC в конце 1970-х годов. Однако сегодня это определение более известно под терминами CAx и PLM . [1]
Системы CAE по отдельности считаются отдельным узлом в общей информационной сети, и каждый узел может взаимодействовать с другими узлами в сети.
Охватываемые области CAE включают в себя:
В целом, любая задача компьютерного проектирования состоит из трех этапов:
Этот цикл повторяется, часто многократно, вручную или с использованием коммерческого программного обеспечения для оптимизации .
Инструменты CAE широко используются в автомобильной промышленности . Их использование позволило автопроизводителям сократить затраты и время на разработку продукции, одновременно повышая безопасность, комфорт и долговечность производимых ими транспортных средств. Прогностическая способность инструментов CAE достигла такой степени, что большая часть проверки конструкции выполняется с использованием компьютерного моделирования (диагностики), а не физического тестирования прототипа . Надежность CAE основана на всех надлежащих предположениях в качестве входных данных и должна определять критические входные данные (BJ). Несмотря на то, что в CAE было достигнуто много успехов, и он широко используется в области инжиниринга, физическое тестирование по-прежнему является обязательным. Оно используется для проверки и обновления модели , для точного определения нагрузок и граничных условий, а также для окончательного утверждения прототипа.
Несмотря на то, что CAE заслужил прочную репутацию инструмента проверки, устранения неполадок и анализа, все еще существует мнение, что достаточно точные результаты появляются довольно поздно в цикле проектирования, чтобы действительно управлять проектом. Можно ожидать, что это станет проблемой, поскольку современные продукты становятся все более сложными. Они включают в себя интеллектуальные системы , что приводит к повышенной потребности в мультифизическом анализе, включая элементы управления , и содержат новые легкие материалы, с которыми инженеры часто менее знакомы. Компании и производители программного обеспечения CAE постоянно ищут инструменты и усовершенствования процессов, чтобы изменить эту ситуацию.
В части программного обеспечения они постоянно стремятся разрабатывать более мощные решатели, чтобы лучше использовать компьютерные ресурсы и включать инженерные знания в предварительную и последующую обработку. В части процесса они пытаются достичь лучшего соответствия между 3D CAE, 1D системным моделированием и физическим тестированием. Это должно повысить реалистичность моделирования и скорость вычислений.
Компании и производители программного обеспечения CAE пытаются лучше интегрировать CAE в общее управление жизненным циклом продукта . Таким образом, они могут связать проектирование продукта с его использованием, что необходимо для интеллектуальных продуктов. Этот улучшенный процесс проектирования также называется предиктивной инженерной аналитикой . [2] [3]
