Engenharia auxiliada por computador - Computer-aided engineering
Engenharia auxiliada por computador ( CAE ) é o amplo uso de software de computador para auxiliar nas tarefas de análise de engenharia . Inclui análise de elemento finito (FEA) , dinâmica de fluidos computacional (CFD) , dinâmica multicorpo (MBD) , durabilidade e otimização . Ele está incluído com projeto auxiliado por computador (CAD) e manufatura auxiliado por computador (CAM) na abreviatura coletiva " CAx ".
Visão geral
A engenharia auxiliada por computador usa principalmente softwares de desenho auxiliado por computador (CAD) , que às vezes são chamados de ferramentas CAE. Ferramentas CAE estão sendo usadas, por exemplo, para analisar a robustez e o desempenho de componentes e montagens. O termo abrange simulação, validação e otimização de produtos e ferramentas de manufatura. Os sistemas CAE pretendem ser os principais fornecedores de informações para ajudar a apoiar as equipes de design na tomada de decisões. A engenharia auxiliada por computador é usada em muitos campos, como automotivo, aviação, espaço e indústrias de construção naval.
Em relação às redes de informação , os sistemas CAE são considerados individualmente como um único nó em uma rede de informação total e cada nó pode interagir com outros nós da rede.
Os sistemas CAE podem fornecer suporte às empresas. Isso é obtido pelo uso de arquiteturas de referência e sua capacidade de colocar visualizações de informações no processo de negócios. A arquitetura de referência é a base a partir da qual o modelo de informação, especialmente os modelos de produto e manufatura.
O termo CAE também foi usado por alguns no passado para descrever o uso da tecnologia da computação dentro da engenharia em um sentido mais amplo do que apenas análise de engenharia. Foi nesse contexto que o termo foi cunhado por Jason Lemon, fundador do SDRC no final dos anos 1970. No entanto, essa definição é mais conhecida hoje pelos termos CAx e PLM .
Campos e fases CAE
As áreas CAE cobertas incluem:
- Análise de tensões em componentes e montagens usando análise de elementos finitos (FEA);
- Dinâmica computacional de fluidos (CFD) para análise de fluxo térmico e de fluidos ;
- Dinâmica multicorpo (MBD) e cinemática ;
- Ferramentas de análise para simulação de processos para operações como fundição , moldagem e conformação por prensagem e matriz.
- Otimização do produto ou processo.
Em geral, existem três fases em qualquer tarefa de engenharia auxiliada por computador:
- Pré-processamento - definição do modelo e dos fatores ambientais a serem aplicados. (normalmente um modelo de elemento finito, mas métodos de faceta, voxel e folha fina também são usados)
- Solucionador de análise (geralmente realizado em computadores de alta potência)
- Pós-processamento de resultados (usando ferramentas de visualização)
Este ciclo é iterado, muitas vezes, manualmente ou com o uso de software de otimização comercial .
CAE na indústria automotiva
As ferramentas CAE são amplamente utilizadas na indústria automotiva . Na verdade, seu uso permitiu às montadoras reduzir o custo e o tempo de desenvolvimento de produtos, melhorando a segurança, o conforto e a durabilidade dos veículos que produzem. A capacidade preditiva das ferramentas CAE progrediu até o ponto em que grande parte da verificação do projeto agora é feita usando simulações de computador (diagnóstico) em vez de testes de protótipos físicos . A confiabilidade do CAE é baseada em todas as suposições adequadas como entradas e deve identificar as entradas críticas (BJ). Embora tenha havido muitos avanços no CAE e seja amplamente utilizado na área de engenharia, o teste físico ainda é uma obrigação. É usado para verificação e atualização do modelo , para definir com precisão as cargas e as condições de limite e para a aprovação final do protótipo.
O futuro do CAE no processo de desenvolvimento de produto
Embora o CAE tenha construído uma forte reputação como ferramenta de verificação, solução de problemas e análise, ainda há uma percepção de que resultados suficientemente precisos chegam um pouco tarde no ciclo de design para realmente conduzir o design. Pode-se esperar que isso se torne um problema à medida que os produtos modernos se tornam cada vez mais complexos. Eles incluem sistemas inteligentes , o que leva a uma maior necessidade de análise multifísica, incluindo controles , e contêm novos materiais leves, com os quais os engenheiros geralmente estão menos familiarizados. As empresas e fabricantes de software CAE estão constantemente em busca de ferramentas e melhorias de processo para mudar essa situação. No lado do software, eles estão constantemente procurando desenvolver solucionadores mais poderosos, usar melhor os recursos do computador e incluir conhecimentos de engenharia no pré e pós-processamento. No lado do processo, eles tentam alcançar um melhor alinhamento entre 3D CAE, simulação de sistema 1D e testes físicos. Isso deve aumentar o realismo da modelagem e a velocidade do cálculo. Além disso, eles tentam integrar melhor o CAE no gerenciamento geral do ciclo de vida do produto . Dessa forma, eles podem conectar o design do produto com o uso do produto, o que é uma necessidade absoluta para produtos inteligentes. Esse processo de engenharia aprimorado também é conhecido como análise de engenharia preditiva .
Veja também
- Lista de pacotes de software de elementos finitos
- Representação de superfícies por computador
- Análise de elemento finito (FEA / FEM)
- Dinâmica de fluidos computacional (CFD)
- Eletromagnetismo computacional (CEM)
- Dinâmica multicorpo (MBD)
- Automação de projeto eletrônico (EDA)
- Otimização de design multidisciplinar (MDO)
- Comparação de editores CAD para CAE
- Prototipagem virtual
- Atualização de elemento finito
- Análise de engenharia preditiva
Referências
Leitura adicional
- B. Raphael e IFC Smith (2003). Fundamentos de engenharia auxiliada por computador. John Wiley. ISBN 978-0-471-48715-9 .
links externos
- Por que precisamos de um software CAE ou simulações numéricas?
- Jornal de Engenharia Assistida por Computador WP: LINKROT (FEA, CAD, ...)
- Diário de Engenharia Assistida por Computador Integrado
- Galeria CAE AVI no site CompMechLab, Rússia
- Engenharia Civil e de Infraestrutura Assistida por Computador
- Análise de engenharia preditiva