Lo que todo el mundo necesita saber sobre CAE

Ingeniería asistida por ordenador (CAE) es el amplio uso de software informático para analizar y probar virtualmente productos de ingeniería. Con una herramienta CAE, puede simular, validar y optimizar productos en función de los resultados de un análisis numérico.

Las soluciones CAE se utilizan en una amplia gama de industrias para analizar la robustez y mejorar el rendimiento de los componentes y conjuntos. Al mismo tiempo, la simulación de ingeniería es el soporte principal para los equipos de diseño en la optimización de productos.

Hoy en día, la integración entre CAD y CAE se ha convertido en una parte necesaria del flujo de trabajo diario para los ingenieros de diseño. El uso de la versión SaaS de ambas soluciones puede reducir las diferencias, permitiendo la posibilidad de crear un modelo CAD y ejecutar simulaciones de ingeniería con un esfuerzo mínimo.

Una sesión de simulación CAE generalmente incluye tres fases principales:

• Preprocesamiento: Carga del modelo CAD, definiendo el modelo y los factores ambientales
• Ejecución de aplicaciones de solucionadores, Basadas en algoritmos de análisis de simulación
• Postprocesamiento: Validación del modelo y visualización 3D

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Principales beneficios de CAE

Los principales beneficios que ofrece CAE/simulación de ingeniería son:

• Reducción del tiempo de desarrollo del producto
• Mejora de la calidad y fiabilidad del producto
• Reducción de riesgos
• Posibilidad de realizar correcciones al principio de las fases de concepto y diseño
• Reducción drástica de los costes asociados a las pruebas físicas de prototipos
• Mejora radical de la calidad y fiabilidad del producto, aumentando así el nivel de satisfacción del cliente
• Extensión del ciclo de vida del producto

Tipos de CAE Análisis

Con CAE, hay un amplio espectro de tipos de análisis de simulación de ingeniería a considerar, que incluyen:

• Análisis de tensiones y dinámicas mediante análisis de elementos finitos (AEF)
• Análisis térmico y de fluidos mediante dinámica computacional de fluidos (CFD)
• Análisis cinemático y dinámico de mecanismos (dinámica multicuerpo)
• Análisis acústico mediante AEF o un método de elementos de frontera (BEM)
• CAE 1D, o simulación de sistemas mecatrónicos, para diseño de sistemas mecatrónicos multidominio
• Simulación de procesos de fabricación como fundición, moldeo y moldeado por presión
• Simulación de partículas como parte de un proceso industrial de flujo
• Análisis multifísico basado en múltiples fenómenos de simulación
• Optimización del producto o proceso

Gran aplicabilidad de CAE

Todas estas herramientas CAE se utilizan en la simulación, validación y optimización de productos con aplicabilidad en muchas industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, energética, ingeniería de plantas, equipos industriales, HVAC, electrónica y bienes de consumo.

La simulación de ingeniería tiene una amplia gama de aplicaciones, desde pequeños componentes o productos hasta electrodomésticos complejos, plantas, equipos de climatización y máquinas pesadas. Estos son algunos ejemplos de la Biblioteca de Proyectos Públicos de SimScale:

• Componentes de equipos y máquinas: análisis estructural estático de un brazo de agarre, diferentes escenarios de tensión aplicados a un cuadro de bicicleta, análisis dinámico de un mecanismo de pistón de manivela simplificado, análisis térmico transitorio para un sistema de frenado de automóvil o análisis termoestructural de una pieza de enrutador.

• Productos de consumo: flujo convectivo dentro de una bombilla, análisis estructural estático no lineal de un alicate, análisis de contacto de un mecanismo de ajuste rápido para el consumidor o una carcasa de teléfono móvil probada después de una caída de dos metros.

• Piezas de equipos y máquinas de un proceso industrial: flujo de agua a través de una válvula de globo, una bomba de agua centrífuga que utiliza el método de marco de referencia múltiple (MRF) o un derrame de combustible dentro de un tanque de combustible en movimiento.

• Comportamiento dinámico de diferentes sistemas de máquinas, estructuras de edificios o cuerpos naturales: análisis aerodinámico de un coche de carreras de F1, simulación de flujo de aire alrededor de un coche de carreras LMP1, impacto de cráneo humano con y sin casco, rendimiento hidrodinámico de un delfín nadando cerca de la superficie del agua, flujo de fluido externo alrededor de un submarino, flujo de aire alrededor de una motocicleta o aerodinámica compresible de aviones comerciales.

• Análisis de procesos complejos: proceso de purificación de agua en un reactor de canal laberinto, gases contaminantes de escape a través de una chimenea de una planta o convección natural del calor de las bobinas del condensador de un refrigerador.

Todos los proyectos presentados en este artículo pueden importarse a su propio espacio de trabajo desde los Proyectos públicos de SimScale y utilizarse como plantillas.

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El propósito de un casco es proteger a la persona que lo usa de una lesión en la cabeza durante el impacto. En este proyecto, se simuló el impacto de un cráneo humano con y sin casco con un análisis dinámico no lineal. Descargue este caso de estudio de forma gratuita.