CE ESTE CAE?

Conform [1], CAE este o tehnologie informatică utilizabila pentru analiza funcţiile unui produs CAD. Pentru a putea funcţiona, tehnologia CAE trebuie sa aiba ca suport un produs CAD. [1] afirmă că aplicarea tehnologiei CAE produsului CAD, permite rafinarea şi optimizarea acestuia, iar conform [2] şi la activităţile de reparaţii sau remedieri ale unor structuri. CAE dispune de instrumente diferite pentru diferite tipuri de analize. De exemplu, după [1], programele de analiză cinematică sunt destinate determinarii traiectoriilor, vitezelor şi acceleraţiilor în punctele structurii analizate (în general mecanisme). Programe de analiza dinamica se folosesc pentru determinarea traiectoriilor, vitezelor si acceleraţiilor pentru diverse componente sau ansambluri, îndeosebi în domneiul transporturilor. Cred ca nu gresim cand afirmam ca cea mai raspandita metoda de rezolvare a problemelor de fizică matematică incluse în lista CAE, este metoda elementului finit, [1].

Computer Aided Engineering (CAE) este un process care rezolva probleme ingineresti cu ajutorul programelor grafice interactive, complexe

Un program CAE este un model mathematic scris intr-un limbaj de programre care utilizeaza un set de algoritmi care definesc procesele de fabricatie. Procesul incepe prin definirea analizei fenomenului mathematic, urmat de definirea ecuatiilor. In final, se creaza un model de configurare fizica, care poate fi constituit din figuri, forme, curbe sau suprafete 2D sau 3D..Acest model este apoi aplicat unui mechanism de fabricatie real pentru proiectare si dezvoltare de produs.

Computer-aided engineering (CAE) (Ingineria asistata de calculator) reprezintӑ definitia cuprinzatoare a programelor de calculator care au drept scop activitati de analiza inginereasca. Aceste activitati includ analiza cu elemente finite (FEA), dinamica fluidelor (CFD), dinamica multi-corp (MBD) (Studiul comportamentului dinamic al corpurilor rigide sau flexibile interconectate, fiecare dintre acestea putând suferi translații mari și deplasări de rotație) si optimizare [3].

Instrumentele software care au fost dezvoltate pentru sustinerea acestor activități sunt considerate instrumente CAE. Instrumentele CAE sunt folosite, de exemplu, pentru analiza robusteții și performanței componentelor și ansamblurilor. Termenul include simulare, validare și optimizare a produselor și instrumentelor de fabricație. In viitor, sistemele CAE vor fi principalii furnizori de informații care ajuta echipele de proiectare în procesul de luare a deciziilor. Ingineria asistată de calculator (CAE) este utilizata pe scara larga în multe domenii, ca de exemplu: industria constructoare de masini, constructiile civile si industriale, aviație, spațiu, industria construcțiilor navale, etc. [3].

Utilizarea acestor instrumente a contribuit la reducerea costurilor de dezvoltare ale produsului final, concomitent cu imbunatatirea siguranței, confortului și durabilitatii vehiculelor produse.

Capacitatea predictivă a instrumentelor CAE a progresat până la punctul în care o mare parte a procesului de verificare se face folosind simulări pe computer, mai degrabă decât testarea prototipului fizic.

Fiabilitatea CAE se bazează pe toate ipotezele posibile ca factori de producție (factori de intrare), in scopul identificarii intrărilor critice. Cu toate că s-au facut progrese importante in ingineria asistata de calculator (CAE) si acesta este utilizata pe scară largă în domeniul ingineriei, testarea fizică este încă o necesitate. Testarea fizica este utilizata pentru verificarea și perfectionarea (corectarea) modelului, in scopul definirii cu exactitate a incarcarilor și condițiilor la frontiera, cat și pentru prototipul final propriu-zis [3].

Viitorul CAE în procesul de dezvoltare de produs

Chiar daca CAE si-a construit o reputatie solida atat ca instrument de analiză, cat si in ceea ce priveste verificarea si diagnosticarea, există încă o percepție a faptului că, rezultatele care trebuie sa fie suficient de precise vin destul de târziu în ciclul de proiectare, pentru a defini cu adevărat proiectul. Acest lucru poate să devină o problemă, iar produsele moderne tind sa devina tot mai complexe.

 Acestea includ sisteme inteligente, ceea ce conduce la o creștere a nevoii de analiză multi-fizica, inclusiv sisteme de control și conțin noi materiale ușoare, cu care inginerii sunt mai puțin familiarizati. Companiile de dezvoltare software CAE și producătorii sunt în mod constant în căutarea unor instrumente și îmbunătățiri ale procesului pentru a schimba această situație [3].

Pe partea de software, producatorii cauta sa dezvolte rezolvitori mai puternici, pentru o mai bună utilizare a resurselor informatice, care să includă cunoștințe ingineresti in pre si post prelucrare. Referitor la parte de proces, dezvoltatorii de software încearcă să obțină o mai bună corelare între 3D CAE, Sistem de simulare 1D si testarea fizica. Acest lucru ar trebui să crească realismul in modelare și viteza de calcul. Mai mult decât atât, acestia încearcă să integreze mai bine CAE în managementul ciclului de viață a produsului. In acest fel, se pot conecta proiectarea de produs cu utilizarea produsului, care este o necesitate absolută pentru produsele inteligente. Un astfel de proces de inginerie îmbunătățit este denumit analiză inginereasca predictiva. [3].

 Avantaje:

- Luarea deciziilor referitoare la proiectare (design) se poate face pe bazza impactului si a performantei;

- Proiectele pot fi evaluate si imbunatite cu ajutorul simularilor pe calculator, inainte de testarea prototipului fizic, salvand timp si resurse;

- CAE furnizeaza performanta inainte de procesul de dezvoltare, cand modificarile de proiectare sunt mai putin costisitoare 

 - CAE ajuta echipele de proiectare să gestioneze riscurile și să înțeleagă implicațiile de performanță ale proiectelor lor [4].

CAE softwares: Simcenter 3D, NX Nastran, STAR-CCM+, LMS Virtual.Lab,  LMS Samtech, LMS Imagine.Lab, HEEDS, Femap, Solid Edge Simulation, D-Cubed Components, Parasolid [4].

  

Bibliografie:

[1] CAD Help Center CAD Help Desk, http://www.cadhelpcenter.com/2010/02/04/definition-of-cadcamcae/;

[2] http://cadcamfunda.com/cad

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Computer-aided_engineering

[4] https://www.plm.automation.siemens.com/en_us/plm/cae.shtml