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    計算機輔助工程 編輯

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    計算機輔助工程

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    計算機輔助工程 (CAE) 是計算機軟件在工程分析任務中的廣泛使用。它包括有限元分析 (FEA)、計算流體動力學 (CFD)、多體動力學 (MBD)、耐久性和優化。它包含在計算機輔助設計 (CAD) 和計算機輔助制造 (CAM) 中,統稱為 CAx。

    概述

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    計算機輔助工程主要使用計算機輔助設計 (CAD) 軟件,有時稱為 CAE 工具。CAE 工具用于分析組件和組件的穩健性和性能。CAE 工具包括產品和制造工具的模擬、驗證和優化。CAE 系統旨在成為主要的信息提供者,以幫助支持設計團隊進行決策。計算機輔助工程用于汽車航空、航天和造船工業等各個領域。

    CAE 系統可以為企業提供支持。這是通過使用參考架構及其在業務流程中放置信息視圖的能力來實現的。參考架構是信息建模的基礎,尤其是產品和制造模型。

    CAE 一詞已被用于描述計算機技術在工程中的使用,而不僅僅是工程分析。1970 年代后期,SDRC 的創始人 Jason Lemon 正是在這種背景下創造了這個詞。然而,這個定義在今天更廣為人知的是術語 CAx 和 PLM。

    CAE 系統被單獨認為是整個信息網絡上的單個節點,每個節點都可以與網絡上的其他節點交互。

    計算機輔助工程領域和階段

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    計算機輔助工程涵蓋的領域包括:

    • 使用有限元分析 (FEA) 對組件和組件進行應力分析;
    • 熱和流體流動分析計算流體動力學(CFD);
    • 多體動力學(MBD)和運動學;
    • 用于鑄造、成型和模壓成型等操作的過程模擬分析工具;
    • 產品或流程的優化。

    一般來說,任何計算機輔助工程任務都包含三個階段:

    • 預處理——定義模型和應用到它的環境因素(通常是有限元模型,但也使用小平面、體素和薄片方法);
    • 分析求解器(通常在高性能計算機上執行);
    • 結果的后處理(使用可視化工具)。

    這個循環經常重復多次,手動或使用商業優化軟件。

    汽車行業的CAE

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    CAE工具廣泛應用于汽車行業。它們的使用使汽車制造商能夠降低產品開發成本和時間,同時提高他們生產的車輛的安全性、舒適性和耐用性。CAE 工具的預測能力已經發展到使用計算機模擬(診斷)而不是物理原型測試來完成大部分設計驗證的程度。CAE 的可靠性基于作為輸入的所有適當假設,并且必須識別關鍵輸入 (BJ)。盡管 CAE 已經取得了許多進步,并且在工程領域得到了廣泛的應用,但物理測試仍然是必須的。它用于驗證和模型更新、準確定義載荷和邊界條件以及最終原型簽核。

    計算機輔助工程

    計算機輔助工程在產品開發過程中的未來

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    盡管 CAE 作為驗證、故障排除和分析工具已經建立了良好的聲譽,但仍然有人認為足夠準確的結果在設計周期的后期才能真正推動設計。隨著現代產品變得越來越復雜,這有望成為一個問題。它們包括智能系統,這導致對包括控制在內的多物理分析的需求增加,并包含工程師通常不太熟悉的新輕質材料
    CAE 軟件公司和制造商一直在尋找工具和流程改進來改變這種情況。

    在軟件方面,他們一直在尋求開發更強大的求解器,更好地利用計算機資源,并將工程知識納入預處理和后處理。在流程方面,他們試圖在 3D CAE、1D 系統仿真和物理測試之間實現更好的一致性。這應該會提高建模的真實性和計算速度。

    CAE 軟件公司和制造商試圖將 CAE 更好地集成到整個產品生命周期管理中。通過這種方式,他們可以將產品設計與產品使用聯系起來,這是智能產品所需要的。這種增強的工程過程也稱為預測工程分析


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    詞條目錄
    1. 計算機輔助工程
    2. 概述
    3. 計算機輔助工程領域和階段
    4. 汽車行業的CAE
    5. 計算機輔助工程在產品開發過程中的未來

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