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Computergestütztes Engineering (CAE)

Computergestütztes Engineering ist der Einsatz von Computersoftware in verschiedenen Branchen zur Simulation der Produktleistung, um Konstruktionen zu verbessern oder bei der Lösung technischer Probleme zu helfen. Dazu gehören die Simulation, Validierung und Optimierung von Produkten, Prozessen und Fertigungswerkzeugen.

Was ist Computer Aided Engineering?

CAE oder Computer Aided Engineering ist der Einsatz von Computersoftware in einer Vielzahl von Branchen, um physikbasierte Leistung zu simulieren, um Produktdesigns zu verbessern oder bei der Lösung technischer Probleme zu helfen. Dazu gehören die Simulation, Validierung und Optimierung von Produkten, Prozessen und Fertigungswerkzeugen.

Ein typischer CAE-Prozess besteht aus Vorverarbeitungs-, Lösungs- und Nachbearbeitungsschritten. In der Vorverarbeitungsphase modellieren Ingenieure die Geometrie (oder eine Systemdarstellung) und die physikalischen Eigenschaften des Entwurfs sowie die Umgebung in Form von aufgebrachten Lasten oder Abhängigkeiten. Als nächstes wird das Modell mit einer geeigneten mathematischen Formulierung der zugrundeliegenden Physik gelöst. In der Nachbearbeitungsphase werden die Ergebnisse dem Ingenieur zur Überprüfung vorgelegt.

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

Entdecken Sie die Vorteile

Computer-Aided Engineering ist eine etablierte Methodik, die häufig verwendet wird, um experimentelle und analytische Methoden zu ersetzen oder zu ergänzen, um das technische Design und die Analyse alltäglicher Produkte zu unterstützen. Im Vergleich zu Prototyping und Experimenten bietet die CAE-Simulation folgende Vorteile.

Steigern Sie die Leistung

Computer-Aided Engineering ermöglicht es Ihnen, die technischen Möglichkeiten zur Steigerung der Produktleistung schnell zu analysieren und zu erkunden.

Reduzierung des Zeitaufwands

Computer-Aided Engineering hilft Ihnen, optimierte Produktdesigns im Vergleich zu einer Build-and-Test-Methode schneller auf den Markt zu bringen.

Kostensenkung

Durch den Einsatz von Computer-Aided Engineering können Sie Ihre Produktentwicklungskosten im Vergleich zu herkömmlichen physischen Prototypen-basierten Testprozessen erheblich senken.

Arten des Computer Aided Engineering

Computer Aided Engineering ist ein weit gefasster Bereich, der aus den folgenden Teilbereichen besteht:

CFD-Simulation von mechanischen Anlagen, realisiert mit der Simcenter 3D-Software.

Finite element analysis

Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) ist die virtuelle Modellierung und Simulation von Produkten und Baugruppen auf strukturelle, akustische, elektromagnetische oder thermische Leistung. FEA ist die praktische Anwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM).

Screenshot der Multiphysics-Simulationssoftware für numerische Strömungsmechanik.

Computational fluid dynamics

CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) basieren auf der Navier-Stokes-Gleichung, die zur Beschreibung der Bewegung von Flüssigkeiten verwendet wird.

3D-Modell eines Bulldozers aus der Simcenter 3D-Software.

Multibody dynamics | Motion

Das Verständnis der technischen Leistung ist für komplizierte mechanische Systeme wie Flügelklappen oder Fahrwerke, Schiebedächer oder Aufhängungen oder Fotokopierer und andere Mechanismen eine Herausforderung. Die Mehrkörperdynamik berechnet die Reaktionskräfte, Drehmomente und mehr für mechanische Systeme.

Eine Visualisierung aus der Simcenter Amesim Software.

Systems simulation

Systemsimulation ist der Prozess des Experimentierens mit und der Untersuchung, wie sich Änderungen an den Eigenschaften eines komplexen Systems (oder Teilsystems) auf das System als Ganzes auswirken.

Virtuelle Validierung und Predictive Engineering

Computergestütztes Design (CAD) in Kombination mit CAE hilft Ihnen, die Leistung eines Designs virtuell zu validieren, ohne einen physischen Prototyp erstellen und testen zu müssen. Da Fertigungsprozesse immer komplexer werden, kann die virtuelle Validierung Unternehmen dabei helfen, ihre Systeme zu planen, zu entwerfen und zu implementieren, bevor sie erhebliches Kapital investieren.

Durch die Kombination von CAE mit Design Space Exploration und sogar künstlicher Intelligenz (KI) kann die Zukunft von CAE im Predictive Engineering liegen. Das bedeutet, dass Ingenieure CAE verwenden können, um Teile auf der Grundlage von Produktanforderungen, erwarteten Belastungsbedingungen und Betriebsumgebungen zu entwerfen, so dass die Simulation bei der Leitung und Erstellung der Konstruktion helfen kann, anstatt nur von einer Person erstellte Konstruktionen zu überprüfen und zu validieren.

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Häufig gestellte Fragen

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