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Ingegneria assistita da computer (CAE)

L'ingegneria assistita da computer è l'uso di software per computer in tutti i settori per simulare le prestazioni del prodotto per migliorare i progetti o assistere nella risoluzione di problemi di ingegneria. Ciò include la simulazione, la convalida e l'ottimizzazione di prodotti, processi e strumenti di produzione.

Che cos'è l'ingegneria assistita da computer?

Il CAE o computer-aided engineering è l'uso di software per computer in un'ampia gamma di settori per simulare prestazioni basate sulla fisica per migliorare la progettazione dei prodotti o assistere nella risoluzione di problemi ingegneristici. Ciò include la simulazione, la convalida e l'ottimizzazione di prodotti, processi e strumenti di produzione.

Un tipico processo CAE comprende fasi di pre-elaborazione, risoluzione e post-elaborazione. Nella fase di pre-elaborazione, gli ingegneri modellano la geometria (o una rappresentazione del sistema) e le proprietà fisiche del progetto, nonché l'ambiente, sotto forma di carichi o vincoli applicati. Successivamente, il modello viene risolto utilizzando un'appropriata formulazione matematica della fisica sottostante. Nella fase di post-elaborazione, i risultati vengono presentati all'ingegnere per la revisione.

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

Scopri i vantaggi

L'ingegneria assistita da computer è una metodologia consolidata spesso utilizzata per sostituire o integrare metodi sperimentali e analitici per aiutare la progettazione ingegneristica e l'analisi di prodotti di uso quotidiano. Rispetto alla prototipazione e agli esperimenti, la simulazione CAE offre i seguenti vantaggi.

Aumenta le prestazioni

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

Riduzione dei tempi

L'ingegneria assistita da computer consente di immettere sul mercato progetti di prodotti ottimizzati più rapidamente rispetto a un metodo di 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 ampiamente definita costituita dai seguenti sottodomini:

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

Finite element analysis

L'analisi agli elementi finiti (FEA) è la modellazione virtuale e la simulazione di prodotti e assiemi per 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.

Computational fluid dynamics

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.

Multibody dynamics | Motion

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 multicorpo calcola le forze di reazione, le coppie e altro ancora per i sistemi meccanici.

Immagine del software Simcenter Amesim.

Systems simulation

La simulazione dei sistemi è il processo di sperimentazione e studio del modo in cui le modifiche alle caratteristiche di un sistema complesso (o sottosistema) influiscono sul sistema nel suo complesso.

Validazione virtuale e ingegneria predittiva

La progettazione assistita da computer (CAD) combinata con CAE consente di convalidare virtualmente le prestazioni di un progetto senza dover costruire e testare un prototipo fisico. Man mano che i processi di produzione diventano sempre più complessi, la convalida virtuale può aiutare le aziende a pianificare, progettare e implementare i propri sistemi prima di investire capitali significativi.

Combinando il CAE con la progettazione, l'esplorazione dello spazio e persino l'intelligenza artificiale (AI), il futuro del CAE può essere l'ingegneria predittiva. Ciò significa che gli ingegneri possono utilizzare CAE per progettare parti in base ai requisiti del prodotto, alle condizioni di carico previste e agli ambienti operativi, in modo che la simulazione possa aiutare a guidare e creare il progetto piuttosto che semplicemente verificare e convalidare 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.

Simcenter 3D trial

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