Компьютерное проектирование (CAE) — это общее использование технологий для решения задач, связанных с инженерным анализом. Под это понятие подпадает любое использование технологий для решения или оказания помощи в инженерных задачах.
Наряду с постоянным улучшением компьютерной графики и скорости, компьютерная помощь помогает инженерам выполнять когда-то сложные и трудоемкие задачи с вводом информации и нажатием кнопки.
Он включает в себя анализ методом конечных элементов (FEA) , вычислительную гидродинамику (CFD) , динамику многих тел (MBD) , долговечность и оптимизацию. Он включен в системы автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM) под общим сокращением «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 индивидуально считаются отдельным узлом в общей информационной сети, и каждый узел может взаимодействовать с другими узлами в сети.
Охватываемые области CAE включают:
В целом любая задача автоматизированного проектирования состоит из трех этапов:
Этот цикл повторяется, часто много раз, либо вручную, либо 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 повысив безопасность, комфорт и долговечность производимых ими автомобилей. Прогнозирующие возможности инструментов CAE достигли такой степени, что большая часть проверки конструкции выполняется с использованием компьютерного моделирования (диагностики), а не физического тестирования прототипа . Надежность CAE основана на всех правильных предположениях в качестве входных данных и должна определять критические входные данные (BJ). Несмотря на то, что в области CAE было достигнуто множество достижений и оно широко используется в инженерной области, физические испытания по-прежнему необходимы. Он используется для проверки и обновления модели , для точного определения нагрузок и граничных условий, а также для окончательного утверждения прототипа.
Несмотря на то, что CAE заработал прочную репутацию в качестве инструмента проверки, устранения неполадок и анализа, все еще существует мнение, что достаточно точные результаты приходят на довольно поздних стадиях цикла проектирования , чтобы действительно способствовать проектированию. Можно ожидать, что это станет проблемой, поскольку современные продукты становятся все более сложными. Они включают в себя интеллектуальные системы , что приводит к увеличению потребности в мультифизическом анализе, включая элементы управления , и содержат новые легкие материалы, с которыми инженеры зачастую менее знакомы. Компании и производители программного обеспечения CAE постоянно ищут инструменты и улучшения процессов, чтобы изменить эту ситуацию.
Что касается программного обеспечения, они постоянно стремятся разрабатывать более мощные решающие программы, чтобы лучше использовать компьютерные ресурсы и использовать инженерные знания в предварительной и последующей обработке. Что касается процесса, они пытаются добиться лучшего согласования между 3D CAE, 1D-симуляцией системы и физическим тестированием. Это должно повысить реалистичность моделирования и скорость вычислений.
Компании и производители программного обеспечения CAE стараются лучше интегрировать CAE в общее управление жизненным циклом продукта . Таким образом, они могут связать дизайн продукта с его использованием, что необходимо для умных продуктов. Этот расширенный инженерный процесс также называется прогнозной инженерной аналитикой . [2] [3]
