K zobrazení této stránky v češtině byl použit automatický překlad. Chcete ji raději zobrazit v angličtině?
Byl tento překlad užitečný?
  1. Home
  2. Technology
  3. Počítačem podporované inženýrství

Počítačem podporované inženýrství (CAE)

Počítačem podporované inženýrství je použití počítačového softwaru napříč průmyslovými odvětvími k simulaci výkonu produktu za účelem zlepšení návrhů nebo pomoci při řešení technických problémů. To zahrnuje simulaci, validaci a optimalizaci produktů, procesů a výrobních nástrojů.

Co je počítačem podporované inženýrství?

CAE neboli počítačem podporované inženýrství je použití počítačového softwaru v široké škále průmyslových odvětví k simulaci výkonu založeného na fyzice za účelem zlepšení návrhů produktů nebo pomoci při řešení technických problémů. To zahrnuje simulaci, validaci a optimalizaci produktů, procesů a výrobních nástrojů.

Typický proces CAE zahrnuje kroky předzpracování, řešení a následného zpracování. Ve fázi předběžného zpracování inženýři modelují geometrii (nebo reprezentaci systému) a fyzikální vlastnosti návrhu, stejně jako prostředí, ve formě aplikovaných zatížení nebo vazeb. Dále je model řešen pomocí vhodné matematické formulace základní fyziky. Ve fázi postprocesingu jsou výsledky předloženy inženýrovi ke kontrole.

Související produkty: Simcenter 3D | Simcenter Nastran | Simcenter Femap | Simcenter MAGNET | Simcenter E-Machine Design | Simcenter STAR-CCM+ | Simcenter FLOEFD pro NX | Simcenter Flotherm XT | Simcenter Madymo | Simcenter Amesim

An engineer using the Simcenter 3D software for computer-aided engineering (CAE).
Přečtěte si časopis Engineer Innovation

Odhalte výhody

Počítačem podporované inženýrství je dobře zavedená metodika, která se často používá k nahrazení nebo doplnění experimentálních a analytických metod, které pomáhají při inženýrském návrhu a analýze každodenních produktů. Ve srovnání s prototypováním a experimenty nabízí CAE simulace následující výhody.

Zvýšení výkonu

Počítačem podporované projektování vám umožňuje rychle analyzovat a zkoumat technické možnosti pro zvýšení výkonu produktu.

Úspora času

Počítačem podporované inženýrství vám pomůže uvést optimalizované návrhy produktů na trh rychleji ve srovnání s metodou sestavení a testování.

Snížení nákladů

Využitím počítačem podporovaného inženýrství můžete výrazně snížit náklady na vývoj produktu ve srovnání s tradičními procesy testování založenými na fyzických prototypech.

Typy počítačem podporovaného inženýrství

Počítačem podporované inženýrství je široce definovaná oblast, která se skládá z následujících poddomén:

CFD simulace mechanických zařízení realizovaná pomocí softwaru Simcenter 3D.

Finite element analysis

Analýza metodou konečných prvků (FEA) je virtuální modelování a simulace výrobků a sestav z hlediska konstrukčních, akustických, elektromagnetických nebo tepelných vlastností. MKP je praktická aplikace metody konečných prvků (MKP).

Explore FEA

Snímek obrazovky multifyzikálního softwaru pro simulaci výpočetní dynamiky tekutin.

Computational fluid dynamics

Simulace výpočetní dynamiky tekutin (CFD) jsou založeny na Navier-Stokesově rovnici, která se používá k popisu pohybu tekutin.

Explore CFD simulation

3D model buldozeru ze softwaru Simcenter 3D.

Multibody dynamics | Motion

Pochopení technických parametrů je náročné u složitých mechanických systémů, jako jsou klapky křídel nebo podvozky, posuvná střešní okna nebo odpružení, kopírovací stroje a další mechanismy. Dynamika více těles vypočítává reakční síly, točivé momenty a další pro mechanické systémy.

Explore multibody dynamics

Náhled softwaru Simcenter Amesim

Systems simulation

Simulace systémů je proces experimentování a studia toho, jak změny charakteristik komplexního systému (nebo subsystému) ovlivňují systém jako celek.

Explore system simulation

Virtuální validace a prediktivní inženýrství

Počítačem podporované navrhování (CAD) v kombinaci s CAE vám pomůže virtuálně ověřit výkonnost návrhu, aniž byste museli vytvářet a testovat fyzický prototyp. Vzhledem k tomu, že výrobní procesy jsou stále složitější, může virtuální validace pomoci společnostem plánovat, navrhovat a implementovat jejich systémy před investováním značného kapitálu.

Spojením CAE s průzkumem prostoru a dokonce i umělou inteligencí (AI) může být budoucností CAE prediktivní inženýrství. To znamená, že inženýři mohou používat CAE k navrhování dílů na základě požadavků na produkt, očekávaných podmínek zatížení a provozního prostředí, takže simulace může pomoci vést a vytvářet návrh, spíše než jednoduše ověřovat a ověřovat návrhy vytvořené člověkem.

Prozkoumejte produkty související s CAE

Maketa dvou závodních bugin v řešení Simcenter STAR-CCM+.
Simcenter

Simcenter STAR-CCM+ CFD software

Simcenter STAR-CCM+ je multifyzikální software pro výpočetní dynamiku tekutin (CFD). Umožňuje inženýrům CFD modelovat složitost a zkoumat možnosti výrobků pracujících v reálných podmínkách.
Náhled 3D modelu vytvořeného pomocí 3D softwaru Simcenter.
Simcenter

Simcenter 3D software

Řešte složité technické výzvy zvýšením efektivity simulace. Simcenter 3D je jedním z nejkomplexnějších, plně integrovaných CAE řešení pro komplexní, víceoborové inženýrství výkonu výrobků.
CFD simulace komponenty vozidla pomocí softwaru Simcenter Nastran.
Simcenter

Simcenter Nastran software

Přesně simulujte své výrobky z hlediska konstrukční pevnosti, vibrací a akustiky. NX Nastran je špičkové výpočetní zařízení pro metody konečných prvků (FEM) vynikající svým výpočetním výkonem, přesností, spolehlivostí a škálovatelností.

Vyzkoušejte CAE software zdarma

Vizualizace softwaru Simcenter 3D představující simulační model návrhu traktoru.

Simcenter 3D trial

  • Rychle transformujte geometrii CAD na použitelnou geometrii pro simulaci.
  • Efektivně vytvářejte sítě a řešte své modely pro strukturální analýzu, abyste získali přehled o výkonnosti návrhu
  • Rychle aktualizuje simulační model pomocí softwaru Simcenter 3D a navrhuje změny, takže můžete znovu simulovat během několika sekund

Nejčastější dotazy

Je počítačem podporované inženýrství přesné?

Počítačem podporované inženýrství se úspěšně používá pro vývoj produktů po celá desetiletí. Spolu s tím probíhal neustálý vývoj jak přístupů k modelování s vysokou věrností, tak pragmatičtějších, které umožňují rychleji získat dostatečně přesné výsledky. Inženýři si dnes mohou a musí zvolit úroveň přesnosti, která nejlépe vyhovuje jejich potřebám, aby mohli odpovídat na technické otázky s minimálním výpočetním úsilím. Úroveň přesnosti se pohybuje od vysoce věrných modelovacích technik, které umožňují předpovídat skutečné chování v rámci několika procent nebo dokonce méně, až po rychlé metody, které umožňují rychlé předpovědi trendů.

Dnes jsou na tomto základě dobře zavedeny certifikační a verifikační procesy pro CAE nástroje. Zůstanou klíčovou složkou pokroku CAE, jeho spolehlivosti a důvěry v digitální dvojčata a jeho etablování v nových oblastech. Prediktivní simulace sice bude neustále snižovat potřebu nákladných měření a prototypování, ale bude i nadále vyžadovat přísné metody CAE a ověřování osvědčených postupů prostřednictvím experimentů.

Je těžké naučit se CAE?

Učení CAE vyžaduje čas, odhodlání, důkladné studium a praxi. Je důležité porozumět základní fyzice oboru, ve kterém se pohybujete, mít přehled o numerických metodách a jejich omezeních a také si procvičit praktické používání skutečných softwarových nástrojů CAE. Díky automatizaci, zvyšujícímu se výpočetnímu výkonu a neustálému zlepšování uživatelských rozhraní v moderním CAE softwaru se budou bariéry pro vysoce věrné CAE dále snižovat na všech uživatelských úrovních – a posune se rozsah zkoumání výsledků a rozhodování na základě simulace.  A co víc, je důležité porozumět základní fyzikální dynamice, která se odehrává, aby bylo možné posoudit výsledky a učinit smysluplná inženýrská rozhodnutí na základě výsledků CAE.

Jaké jsou aplikace pro CAE?

Software CAE se používá v široké škále inženýrských aplikací všude tam, kde je potřeba pochopit nebo předpovědět, jak různé druhy fyziky ovlivní výkonnost návrhu produktu nebo systému. Ve vývoji průmyslových produktů nyní počítačem podporované inženýrství pokročilo k simulaci multifyzikálního chování ve složitých geometriích, což společnostem umožňuje plně pochopit a optimalizovat návrh produktu virtuálně ještě předtím, než vůbec postaví prototyp.

Mezi průmyslová odvětví, kde je počítačem podporované inženýrství široce používáno, patří:

  • Letectví
  • Automobilový průmysl
  • Spotřební zboží
  • Námořní doprava (konstrukce lodí, pohonné systémy, konstrukce motorů)
  • Elektronika
  • Energetika (jaderná energetika, ropa a plyn, výroba energie)
  • Technická zařízení budov
  • Vědy
  • Lopatkové stroje
  • Sportovní
  • Další obecné aplikace zahrnující konstrukce, vibrace, elektromagnetické pole, proudění zvuku, tepla a tekutin

Jaký je rozdíl mezi CAD a CAE?

CAD je použití počítačových programů k vytváření, úpravě, analýze a dokumentaci dvourozměrných nebo trojrozměrných (2D nebo 3D) grafických reprezentací fyzických objektů jako alternativy k ručním návrhům a prototypům produktů. CAD je zaměřen pouze na geometrii dílu nebo výrobku.

Počítačem podporované inženýrství je skutečně dalším krokem v procesu vývoje a umožňuje inženýrům simulovat díl nebo produkt definovaný v CAD, aby pochopili, zda bude návrh fungovat tak, jak se očekává, aby splňoval požadavky. Data CAD jsou předávána procesu CAE, kde inženýři používající nástroje CAE vytvářejí simulační model založený na geometrii definované v CAD. Výsledky simulace pak dávají inženýrům vědět, zda návrh splňuje požadavky nebo ne, a přicházejí s nápady, jak návrh změnit, aby se zlepšil výkon.

CAD spolu s CAE je iterativní proces, který umožňuje inženýrským týmům rychleji vyvíjet inovativní nové produkty v kratším čase než metody fyzického testování, které se spoléhají na stavbu skutečných prototypů.

Další informace

Zhlédnout

Webinář na vyžádání | Mechanická simulace mění strojírenství

Webinář na vyžádání | Dosažení shody s elektromagnetickou kompatibilitou (EMC) pro elektrifikovaná vozidla

Poslechnout si více

Podcast | Pokrok v konstrukci a simulaci elektromotorů s Adrianem Perregauxem

Podcast | Minulost, současnost a budoucnost CFD s Dr. Simonem Fischerem

Přečíst

Blogy | Seznamte se se všemi blogy Simcenter CAE

Řešení pro simulace a testování Simcenteru | Vytvořte udržitelnější budoucnost