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Computer-Aided Engineering (CAE)

L’ingegneria assistita da computer consiste nell’uso di software in diversi settori per simulare le prestazioni di un prodotto, al fine di migliorare i progetti o assistere nella risoluzione di problemi ingegneristici. La tecnologia CAE interessa la simulazione, la validazione e l’ottimizzazione di prodotti, processi e strumenti di produzione.

Che cos’è l’ingegneria assistita da computer (CAE)?

La CAE, o ingegneria assistita da computer, consiste nell’utilizzo di software per computer utilizzati in un’ampia gamma di settori per simulare prestazioni basate sulla fisica, al fine di migliorare la progettazione dei prodotti o semplificare la risoluzione di problemi di progettazione. La tecnologia CAE interessa la simulazione, la validazione e l’ottimizzazione di prodotti, processi e strumenti di produzione.

Un processo CAE comprende in genere tre fasi: pre-processing, soluzione e post-processing. Nella prima fase, gli ingegneri modellano la geometria o la rappresentazione del sistema e specificano le proprietà fisiche del progetto, definendo l’ambiente mediante vincoli o carichi applicati. In seguito, il modello viene risolto usando una formulazione matematica appropriata del livello fisico sottostante. Nella fase di post-processing, i risultati vengono messi a disposizione degli ingegneri per la revisione.

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Un ingegnere che utilizza il software Simcenter 3D per l’ingegneria assistita da computer (CAE).
Un’immagine del software Simcenter Nastran, uno dei principali solutori di metodi agli elementi finiti (FEM).

Migliora le prestazioni dei prodotti con il CAE

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Scopri i vantaggi

L’ingegneria assistita da computer (CAE) è una metodologia consolidata, spesso utilizzata per sostituire o integrare i metodi sperimentali e analitici a supporto della progettazione e dell’analisi di prodotti di uso quotidiano. Rispetto alla prototipazione e agli esperimenti, la simulazione CAE offre i seguenti vantaggi.

Prestazioni ottimizzate

L’ingegneria assistita da computer consente di analizzare ed esplorare rapidamente le possibilità di progettazione per aumentare le prestazioni del prodotto.

Riduzione dei tempi

La progettazione assistita da computer consente di portare sul mercato progetti di prodotti ottimizzati più velocemente rispetto a un metodo "costruzione e test".

Riduzione dei costi

Sfruttando l’ingegneria assistita da computer, è possibile ridurre significativamente i costi di sviluppo del prodotto rispetto ai tradizionali processi di test basati su prototipi fisici.

Tipi di ingegneria assistita da computer

L’ingegneria assistita da computer è un’area ampia che comprende i seguenti sottodomini:

Simulazione CFD di apparecchiature meccaniche realizzate con il software Simcenter 3D.

Analisi a elementi finiti

L’analisi a elementi finiti (FEA) consiste nella modellazione e nella simulazione virtuali di prodotti e assiemi per individuare le prestazioni strutturali, acustiche, elettromagnetiche o termiche. La FEA è l’applicazione pratica del metodo degli elementi finiti (FEM).

Screenshot del software di simulazione fluidodinamica computazionale multifisica.

Fluidodinamica computazionale

Le simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) si basano sull’equazione di Navier-Stokes, utilizzata per descrivere il moto dei fluidi.

Modello 3D di un bulldozer dal software Simcenter 3D.

Dinamica multibody | Movimento

La comprensione delle prestazioni ingegneristiche è impegnativa per sistemi meccanici complessi, come i flap delle ali o i carrelli di atterraggio, i tetti scorrevoli o le sospensioni, le fotocopiatrici e altri meccanismi. La dinamica multibody consente di calcolare le forze di reazione, le coppie, le velocità, l’accelerazione e molti altri parametri dei sistemi meccanici.

Immagine del software Simcenter Amesim.

Simulazione di sistemi

La simulazione dei sistemi è il processo di sperimentazione e studio degli effetti delle modifiche alle caratteristiche di un sistema complesso (o sottosistema) sul sistema nel suo complesso.

Validazione virtuale e ingegneria predittiva

La progettazione assistita da computer (CAD) combinata con CAE consente di validare virtualmente le prestazioni di un progetto senza dover costruire e testare un prototipo fisico. Poiché i processi produttivi diventano sempre più complessi, la validazione virtuale può aiutare le aziende a pianificare, progettare e implementare i propri sistemi prima di investire un capitale significativo.

Combinando il CAE con l’esplorazione dello spazio di progettazione e persino con l’intelligenza artificiale (AI), il futuro del CAE può essere l’ingegneria predittiva. Ciò significa che gli ingegneri possono utilizzare il software CAE per progettare le parti in base ai requisiti del prodotto, alle condizioni di carico previste e all’ambiente operativo, quindi la simulazione può aiutare a guidare e creare il progetto, anziché limitarsi a verificare e validare i progetti creati da una persona.

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Immagini del software Simcenter 3D che rappresentano un modello di simulazione del progetto di un trattore.

Versione di prova di Simcenter 3D

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