Что такое CAE? Возможно, вы уже слышали эту аббревиатуру. И вам, быть может, интересно, что она означает. Об этом и пойдёт речь в данной статье.

Если вы больше любите видеоформат, ниже представлен видеоролик (на английском языке):

Что такое CAE: простое введение в технологии компьютерного моделирования физических процессов (Computer Aided Engineering)

Предположим, вы хотите разработать некий продукт и задаётесь вопросом, как сделать это наилучшим образом. Но что же делает продукт хорошим? Визуальная привлекательность для клиентов? Не только. Очень важными характеристиками любого изделия являются его качество, свойства материалов и способность выполнять свои функции во всех ожидаемых условиях эксплуатации.

Поэтому вам придется выполнить ряд стандартных проверочных испытаний вашего продукта.

Для каждого продукта есть свой определённый набор испытаний, которые помогают определить, будет ли он работать без отказа. Предположим, например, что вы – разработчик электронных устройств.

Тогда одним из таких испытаний будет испытание на падение. Попросту говоря, вам нужно будет бросить ваш продукт на пол, чтобы проверить, сломается он от этого или нет. Кроме этого, есть ещё краш-тесты и ряд других разрушающих испытаний.

Но проверять надо не только механические напряжения, необходимо также проводить, например, тепловые испытания (подробнее о природе температуры и тепловых расчётов можно прочесть в этой статье на английском языке).

Они, по сути, проводятся для того, чтобы определить, не перегреется ли ваше устройство в течение своего срока службы. Эти испытания обязательно проводятся для электронных устройств, поскольку они всегда потребляют энергию и выделяют тепло. Помните ли вы, когда в последний раз выключали свой мобильный телефон? Если нет, то тогда вы, должно быть, понимаете, насколько важны системы охлаждения для обеспечения бесперебойного функционирования электронных устройств.

Как CAE позволяет уменьшить затраты на изготовление прототипов?

Я рассмотрел всего три вида испытаний в качестве примера, но вы должны понимать, что на деле для того, чтобы добиться необходимого качества разрабатываемых продуктов, потребуется выполнить значительно большее их количество, что приведёт к существенным денежным затратам.

И не забывайте, что это только первый прототип! А это означает, что вы истратите изрядную сумму денег на все эти многочисленные физические испытания только для того, чтобы убедиться, что ваш продукт будет исправно работать при любых расчётных ситуациях. После всего этого у вас наверняка возникнет вопрос: «Как же мне сократить затраты на все эти физические испытания?».

Вот тут-то вам как раз и пригодится программное обеспечение CAE. С его помощью вы сможете промоделировать работу детали или системы вместо проведения испытаний.

В чём разница между программными обеспечениями CAE и CAD?

Первым делом нам нужно создать трёхмерную модель продукта в программном обеспечении CAD. Аббревиатура «CAD» расшифровывается как «computer aided design», дословно – «проектирование с помощью компьютера». На русском языке обычно используется термин «система автоматизированного проектирования». Но, несмотря на название, CAD – это только первый шаг в проектировании!

Для проведения расчётов одной только трёхмерной CAD-модели недостаточно. Тут вам понадобится ещё и программное обеспечение CAE. Аббревиатура «CAE» расшифровывается как «computer aided engineering» (система автоматизации инженерных расчётов). Вы должны понимать, что CAD-программы предназначены для графического проектирования (создания геометрической модели), а вот инженерные расчёты выполняются в CAE-программах.

При этом многие CAD-системы имеют встроенные расчётные модули, но в большинстве случаев их возможности весьма ограничены, а результаты таких расчётов недостаточно точные. В связи с этим инженеры обычно используют отдельное программное обеспечение для этих целей.

Такие программы позволяют выполнять компьютерное моделирование любых физических процессов и решить связанные с ними инженерные проблемы вашего продукта. CAE-программы также часто называют МКЭ-программами, потому что многие из них (но далеко не все!) используют для расчёта метод конечных элементов (МКЭ).

Программное обеспечение CAE позволяет проводить как описанные выше виды испытаний (падение, краш-тесты, тепловые расчёты), так и многие другие, и, таким образом, существенно сэкономить на физических испытаниях.

В результате, вы получаете финальный продукт со значительно меньшими денежными затратами.

Рекомендую также прочесть статью The difference between CAD and CAE (на английском языке).

Если этот материал показался вам хоть сколько-нибудь полезным, напишите об этом, пожалуйста, в комментариях к исходной статье. Мне всегда приятно слышать, что мои работы кому-то помогли лучше разобраться в возможностях расчётов МКЭ. Миру нужны настоящие инженеры, именно поэтому я пишу эти статьи.

Если вам понравилась эта статья, вы также можете помочь мне, поделившись ею со своей командой или коллегами на Linkedin. Искренне благодарю всех, кто помогает мне распространять знания об эффективных методах инженерных расчётов и проектирования!

Планируете развивать свои навыки в области численного моделирования? Тогда подписывайтесь на страницу в соц.сетях https://www.facebook.com/softenukraine и страницу посвящённую практическому применению Ansys https://www.webinar.soften.com.ua/

Нам важно получить от вас обратную связь – это поможет нам лучше подготавливать материалы. Оставляйте свои комментарии, вопросы и предложения под статьей или можете написать на E-mail: info@soften.com.ua

Источник: feaforall.com
Автор: Cyprien Rusu