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電腦輔助工程(CAE)

電腦輔助工程是跨產業使用電腦軟體來模擬產品效能,以改善設計或協助解決工程問題。這包括產品、流程和製造工具的模擬、驗證和最佳化。

什麼是電腦輔助工程?

CAE 或電腦輔助工程是在各個行業中使用電腦軟體來模擬基於物理的性能,以改進產品設計或協助解決工程問題。這包括產品、流程和製造工具的模擬、驗證和最佳化。

典型的 CAE 製程包括預處理、求解和後處理步驟。在預處理階段,工程師以施加的載荷或約束的形式對設計的幾何形狀(或系統表示)和物理屬性以及環境進行建模。接下來,使用基礎物理的適當數學公式來求解模型。在後處理階段,結果將提交給工程師進行審查。

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An engineer using the Simcenter 3D software for computer-aided engineering (CAE).

發現好處

電腦輔助工程是一種行之有效的方法,通常用於替代或補充實驗和分析方法,以幫助日常產品的工程設計和分析。與原型設計和實驗相比,CAE 模擬具有以下優點。

提升績效

電腦輔助工程可讓您快速分析和探索提高產品性能的工程可能性。

減少時間

與建置和測試方法相比,電腦輔助工程可協助您更快地將優化的產品設計推向市場。

降低成本

與傳統的基於實體原型的測試流程相比,透過利用電腦輔助工程,您可以顯著降低產品開發成本。

電腦輔助工程的類型

電腦輔助工程是一個廣泛定義的領域,由以下子領域組成:

使用 Simcenter 3D 軟體實現機械設備的 CFD 模擬。

Finite element analysis

有限元素分析 (FEA) 是對產品和組件的結構、聲學、電磁或熱性能進行虛擬建模和模擬。FEA 是有限元素法 (FEM) 的實際應用。

多物理場計算流體動力學模擬軟體螢幕截圖。

Computational fluid dynamics

計算流體動力學 (CFD) 模擬基於納維-斯托克斯方程,用於描述流體的運動。

來自 Simcenter 3D 軟體的推土機 3D 模型。

Multibody dynamics | Motion

對於複雜的機械系統(如襟翼或起落架、滑動天窗或懸吊、影印機和其他機構)來說,了解工程性能具有挑戰性。多體動力學計算機械系統的反作用力、扭力等。

Simcenter Amesim 軟體的視覺效果。

Systems simulation

系統模擬是試驗和研究複雜系統(或子系統)特性的變化如何影響整個系統的過程。

虛擬驗證與預測工程

電腦輔助設計 (CAD) 與 CAE 結合,可協助您以虛擬方式驗證設計的效能,而無需建置和測試實體原型。隨著製造流程變得越來越複雜,虛擬驗證可以幫助公司在投入大量資金之前規劃、設計和實施其係統。

透過將 CAE 與設計空間探索甚至人工智慧 (AI) 相結合,CAE 的未來可以是預測工程。這意味著工程師可以使用 CAE 根據產品要求、預期負載條件和操作環境來設計零件,因此模擬可以幫助引導和創建設計,而不是簡單地驗證和確認由人創建的設計。

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Simcenter 3D 軟體視覺效果代表曳引機設計的模擬模型。

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  • 快速將 CAD 幾何圖形轉換為可用的幾何圖形以進行模擬
  • 有效地網格化和求解模型以進行結構分析,以深入了解設計性能
  • 使用 Simcenter 3D 軟體快速更新仿真模型以進行設計更改,以便您可以在幾秒鐘內再次進行仿真

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