Ce que Tout le monde doit savoir sur l’ingénierie assistée par ordinateur

L’ingénierie assistée par ordinateur (IAO) est la large utilisation des logiciels informatiques pour analyser et tester virtuellement des produits d’ingénierie. Avec un outil CAE, vous pouvez simuler, valider et optimiser les produits en fonction des résultats d’une analyse numérique.

Les solutions CAE sont utilisées dans un large éventail d’industries pour analyser la robustesse et améliorer les performances des composants et assemblages. Dans le même temps, la simulation d’ingénierie est le support majeur des équipes de conception dans l’optimisation des produits.

De nos jours, une intégration entre CAO et CAE est devenue une partie nécessaire du flux de travail quotidien des ingénieurs de conception. L’utilisation de la version SaaS des deux solutions peut réduire les différences, ce qui permet de créer un modèle CAO et d’exécuter des simulations d’ingénierie avec un minimum d’effort.

Une session de simulation de CAE comprend généralement trois phases principales:

• Pré-traitement – Téléchargement du modèle CAO, définition du modèle et des facteurs environnementaux
• Applications de solveurs en cours d’exécution – Basées sur des algorithmes d’analyse de simulation
• Post-traitement – Validation du modèle et visualisation 3D

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Principaux avantages de CAE

Les principaux avantages offerts par CAE / simulation d’ingénierie sont:

• Réduction du temps de développement du produit
• Amélioration de la qualité et de la fiabilité du produit
• Réduction des risques
• Possibilité d’apporter des corrections tôt dans les phases de conception et de conception
• Réduction spectaculaire des coûts associés aux tests physiques des prototypes
• Maintien des délais établis dans les différentes phases du flux de travail d’ingénierie
• Amélioration radicale de la qualité et de la fiabilité des produits, augmentant ainsi le niveau de satisfaction client
• Extension du cycle de vie des produits

Types d’IAO Analyses

Avec CAE, il existe un large éventail de types d’analyse de simulation d’ingénierie à prendre en compte, notamment:

• Analyse des contraintes et de la dynamique à l’aide de l’analyse par éléments finis (FEA)
• Analyse thermique et des fluides à l’aide de la dynamique des fluides computationnelle (CFD)
• Cinématique et analyse dynamique des mécanismes (dynamique multicorps)
• Analyse acoustique à l’aide de la FEA ou d’une méthode des éléments limites (BEM)
• 1D CAE, ou simulation de systèmes mécatroniques, pour la conception de systèmes mécatroniques multi-domaines
• Simulation de procédés de fabrication tels que la coulée, le moulage et le formage sous presse
• Simulation de particules dans le cadre d’un processus industriel à flux
• Analyse multiphysique basée sur des phénomènes de simulation multiples
• Optimisation du produit ou du procédé

Grande applicabilité de la CAE

Tous ces outils de CAE sont utilisés dans la simulation, la validation et l’optimisation de produits pouvant être appliqués dans de nombreuses industries, notamment l’automobile, l’aérospatiale, l’énergie, l’ingénierie des installations, les équipements industriels, le CVC, l’électronique et les biens de consommation.

La simulation d’ingénierie a une large gamme d’applications, des petits composants ou produits aux appareils complexes, aux installations, aux équipements CVC et aux machines lourdes. Voici quelques exemples de la Bibliothèque de projets publics SimScale:

• Équipements et composants de machines: analyse structurelle statique d’un bras de préhension, différents scénarios de contraintes appliqués à un cadre de vélo, analyse dynamique d’un mécanisme à piston manivelle simplifié, analyse thermique transitoire pour un système de freinage de voiture ou analyse thermostructurale d’une pièce de toupie.

• Produits de consommation : flux convectif à l’intérieur d’une ampoule, analyse structurale statique non linéaire d’une pince, analyse de contact d’un mécanisme d’encliquetage grand public ou d’un boîtier de téléphone portable testé après une chute de deux mètres.

• Pièces d’équipement et de machines issues d’un processus industriel: écoulement de l’eau à travers un robinet à soupape, une pompe à eau centrifuge utilisant la méthode du cadre de référence multiple (MRF) ou ballottement du carburant à l’intérieur d’un réservoir de carburant en mouvement.

• Comportement dynamique de différents systèmes de machines, structures de bâtiments ou corps naturels : analyse aérodynamique d’une voiture de course F1, simulation du flux d’air autour d’une voiture de course LMP1, impact sur le crâne humain avec et sans casque, performance hydrodynamique d’un dauphin nageant près de la surface de l’eau, écoulement de fluide externe autour d’un sous-marin, flux d’air autour d’une moto, ou aérodynamique compressible d’avions commerciaux.

• Analyse de processus complexe: processus de purification de l’eau dans un réacteur à canal labyrinthe, gaz de pollution d’échappement à travers une cheminée d’une usine, ou convection naturelle de la chaleur des serpentins du condenseur d’un réfrigérateur.

Tous les projets présentés dans cet article peuvent être importés dans votre propre espace de travail à partir des projets publics de SimScale et utilisés comme modèles.

Si vous ne vous êtes pas encore inscrit à SimScale, vous pouvez créer votre compte gratuit ici et voir par vous-même comment la simulation d’ingénierie 3D peut vous aider à augmenter les performances de vos activités d’ingénierie dans n’importe quel secteur.

Le casque a pour but de protéger la personne qui le porte d’une blessure à la tête lors d’un impact. Dans ce projet, l’impact d’un crâne humain avec et sans casque a été simulé avec une analyse dynamique non linéaire. Téléchargez cette étude de cas gratuitement.