kaikkien tulee tietää CAE

Computer-aided engineering (CAE) on tietokoneohjelmistojen laaja käyttö insinöörituotteiden analysoinnissa ja virtuaalitestauksessa. CAE-työkalulla voit simuloida, validoida ja optimoida tuotteita numeerisen analyysin tulosten perusteella.

CAE-ratkaisuja käytetään monilla eri toimialoilla analysoimaan komponenttien ja kokoonpanojen kestävyyttä ja parantamaan niiden suorituskykyä. Samalla tekniikan simulointi on suunnittelutiimien tärkein tuki tuotteiden optimoinnissa.

nykyään CAD: n ja CAE: n välisestä integraatiosta on tullut tarpeellinen osa suunnitteluinsinöörien jokapäiväistä työnkulkua. Molempien ratkaisujen SaaS-version käyttäminen voi vähentää eroja, mikä mahdollistaa CAD-mallin luomisen ja suunnittelusimulaatioiden suorittamisen vähällä vaivalla.

CAE: n simulointisessio sisältää yleensä kolme päävaihetta:

• Pre-processing-Upload of CAD model, defining the model and environmental factors
• Running solvers applications – Based on simulation analysis algorithms
• Post-processing – Validation of the model and 3D visualization

Sign up and check out our SimScale blog for much more!

CAE: n tärkeimmät edut

CAE: n/insinöörisimulaation tärkeimmät edut ovat:

• lyhennetty tuotekehitysaika
• tuotteiden laadun ja luotettavuuden parantaminen
• riskien vähentäminen
• mahdollisuus tehdä korjauksia konsepti-ja suunnitteluvaiheen varhaisessa vaiheessa
• prototyyppien fyysiseen testaukseen liittyvien kustannusten dramaattinen väheneminen
• asetettujen määräaikojen pitäminen suunnittelun työnkulun eri vaiheissa
• tuotteiden laadun ja luotettavuuden radikaali parantaminen, mikä nostaa asiakastyytyväisyystasoa
• tuotteen elinkaaren pidentäminen

CAE-tyypit Analyysit

CAE: n kanssa on otettava huomioon laaja kirjo teknisiä simulaatioanalyysityyppejä, mukaan lukien:

• Stress and dynamics analysis using finite element analysis (FEA)
• Thermal and fluid analysis using computational fluid dynamics (CFD)
• kinematics and dynamic analysis of mechanisms (multibody dynamics)
• akustiikka analysis using FEA or a boundary element method (bem)
• 1D CAE, tai mekatronisen järjestelmän simulointi usean toimialueen mekatroniikan järjestelmäsuunnittelua varten
• valmistusprosessien, kuten valun, muovauksen ja painevalun, simulointi
• HIUKKASSIMULOINTI osana virtausteollista prosessia
• Monifysiikan analyysi, joka perustuu useisiin simulointi-ilmiöihin
• tuotteen tai prosessin optimointi

CAE: n suuri sovellettavuus

kaikkia näitä CAE: n työkaluja käytetään simuloinnissa, validoinnissa ja optimoinnissa tuotteille, joita voidaan soveltaa monilla toimialoilla, mukaan lukien auto -, ilmailu -, energia -, laitostekniikka, teollisuuslaitteet, LVI -, elektroniikka-ja kulutustavarat.

teknisellä simulaatiolla on monenlaisia sovelluksia pienistä komponenteista tai tuotteista monimutkaisiin laitteisiin, laitoksiin, LVI-laitteisiin ja raskaisiin koneisiin. Tässä muutamia esimerkkejä SimScale Public Projects-kirjastosta:

• laitteet ja koneen osat: tarttumavarren staattinen rakenneanalyysi, pyörän runkoon sovellettavat erilaiset jännitysskenaariot, yksinkertaistetun kampimäntämekanismin dynaaminen analyysi, auton jarrujärjestelmän ohimenevä lämpöanalyysi tai reitittimen osan lämpöanalyysi.

• Kulutustuotteet: konvektiivinen virtaus hehkulampun sisällä, epälineaarinen staattinen rakenneanalyysi plieristä, kosketusanalyysi kuluttajan snap-fit-mekanismista tai matkapuhelimen kotelo, joka testataan kahden metrin pudotuksen jälkeen.

• laitteet ja koneet teollisen prosessin osat: veden virtaus istukkaventtiilin, keskipakoisvesipumpun (multiple reference frame method, MRF) kautta tai polttoaineen liukuminen liikkuvan Polttoainesäiliön sisään.

• dynaaminen käyttäytyminen eri konejärjestelmien, rakenteiden tai luonnollisten elinten: aerodynamiikka analyysi F1 kilpa-auto, ilmavirran simulointi noin LMP1 kilpa-auto, ihmisen kallo vaikutus ja ilman kypärä, hydrodynaaminen suorituskyky delfiinin uinti Lähellä veden pintaa, ulkoinen nesteen virtaus noin sukellusvene, ilmavirran noin Moottoripyörä, tai puristettavissa aerodynamiikka kaupallisten lentokoneiden.

• monimutkainen prosessianalyysi: vedenpuhdistusprosessi sokkelokanavareaktorissa, pakokaasupäästöt laitoksen savupiipun kautta tai lämmön luonnollinen konvektio jääkaapin lauhdutinkeloista.

kaikki tässä artikkelissa esitetyt projektit voi tuoda omaan työtilaan Simscalen julkisista projekteista ja käyttää malleina.

jos et ole vielä rekisteröitynyt SimScale-palveluun, voit luoda ilmaisen käyttäjätilisi täällä ja nähdä itse, miten 3D engineering simulation voi auttaa sinua lisäämään insinööritoimintasi suorituskykyä millä tahansa toimialalla.

kypärän tarkoitus on suojata sitä käyttävää henkilöä törmäyksessä tapahtuvalta päävammalta. Tässä projektissa kypärän kanssa ja ilman kypärää olevan ihmisen kallon törmäystä simuloitiin epälineaarisella dynaamisella analyysillä. Lataa tämä tapaustutkimus ilmaiseksi.