דף הבית מחשבים וטכנולוגיה תוכנה CAE - Computer-Aided Engineering: הנדסה בעזרת מחשב
CAE - Computer-Aided Engineering: הנדסה בעזרת מחשב
מעיין סבן 29/03/15 |  צפיות: 6176

הנדסה בעזרת מחשב, או הנדסה מבוססת מחשב, הינה השימוש הנרחב בתוכנת מחשב במטרה לסייע במשימות ניתוח הנדסיות. הנושא כולל את התחומים אנליזת אלמנטים סופיים - FEA Finite Element Analysis, דינמיקה חישובית של זורמים - CFD Computational Fluid Dynamics, דינמיקה של גופים מרובים Multibody Dynamics, ואופטימיזציה.

רקע לתחום

כלי תוכנה אשר פותחו במטרה לתמוך בפעילויות מהסוגים הללו נחשבים ככלים של CAE - Computer-Aided Engineering - הנדסה בעזרת מחשב. משתמשים בכלי CAE למשל בניתוח האיתנות והביצועים של רכיבים והרכבים. המונח כולל סימולציה, ולידציה (תיקוף), ואופטימיזציה של מוצרים וכלי ייצור. מערכות CAE מתעתדות להיות, וכבר הופכות לספקיות עיקריות של מידע המסייע לצוותי תכנון בקבלת החלטות. הנדסה בעזרת מחשב מנוצלת בתחומים רבים כמו תעשיות הרכב, התעופה, החלל ובניית אוניות.

בהקשר של תקשורת נתונים, מערכות CAE נחשבות אינדיבידואלית כצומת בודד ברשת תקשורת כוללת, וכל צומת עשוי לתקשר עם צמתים אחרים ברשת.

מערכות CAE מספקות תמיכה לעסקים. הדבר מושג ע"י השימוש בארכיטקטורות התייחסות (Reference Architectures) ויכולתן למקם תצפיות מידע על תהליך העסק. ארכיטקטורת התייחסות היא הבסיס למודלי מידע, בייחוד מודלים של מוצרים ותהליכי ייצור.

תחומים ושלבים בהם משתמשים ב- CAE

* אנליזות חוזק על רכיבים והרכבים ע"י שימוש באנליזת אלמנטים סופיים - Finite Element Analysis.

* אנליזה תרמית ואנליזת זרימה - דינמיקה חישובית של זורמים - CFD - Computational Fluid Dynamics.

* דינמיקת גופים מרובים - Multibody Dynamics, וקינמטיקה.

* כלי אנליזה לתהליכי סימולציה עבור פעולות כגון יציקה, עיצוב בתבנית, עיבוד בלחיצה.

* אופטימיזציה של מוצר או תהליך.

* אנליזות בטיחות למניעת תאונות הנגרמות בשל דליפה גרעינית בכור גרעיני, ע"י שימוש בקוד תרמי-הידראולי מעשי.

באופן כללי ישנם שלושה שלבים בכל משימת הנדסה בעזרת מחשב:

* קדם תהליך - הגדרת המודל והפקטורים הסביבתיים שיהיו מיושמים בו.

* פותרן אנליזה - האלמנט שאחראי על כל תהליך הפתרון של האנליזה הנבדקת (בדרך כלל מבוצע במחשבי-על).

* ניתוח התוצאות לאחר התהליך (ע"י שימוש בכלים ויזואליים).

תהליך זה הוא איטרטיבי, לרוב פעמים רבות, או בצורה ידנית או ע"י שימוש בתוכנת אופטימיזציה מסחרית.

CAE בתעשיית הרכב

כלים של CAE נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית הרכב. למען האמת, השימוש של מפתחי ויצרני הרכב ברחבי העולם בתוכנות CAE אפשרו להם לצמצם את עלויות הפיתוח של מוצרים ואת הזמן בתהליך, בעוד שהם משפרים את הבטיחות, הנוחות והקיימות של כלי הרכב שהם מייצרים. יכולת החיזוי של כליCAEהתקדמה עד לנקודה בה רוב וריפיקציות התכנון נעשות כיום בעזרת סימולציות מחשב במקום בדיקות של אבי-טיפוס ממשיים.


דירוג המאמר:

תגיות של המאמר:

 מעיין סבן

מעיין סבן

נומריקל בע"מ

הדרכות מקצועיות בבניית סימולציות אמינות

שירותי סימולציה מתקדמים

סדנאות ללא עלות להרשמה קלה ומידית

עשרות סיפורי משתמשים מעניינים וחשובים לעיונכם



 


מאמרים נוספים מאת מעיין סבן
 
אופטימיזציה עם יישומי סימולציה לטכניקות הדפסה תלת-מימדית
לקיחת קונספט של טכנולוגיה חדשה משלב המחקר הראשוני ועד לפתרון המתאים לשימוש תעשייתי, מצריכה בדיקות קפדניות וולידציות. הדפסה תלת מימדית לדוגמא, הופיעה לראשונה בשנות ה- 80 המוקדמות עם רמת מוכנות טכנולוגית (Technology Readiness Level - שיטת מדידה של רמה טכנולוגית לשימוש תעשייתי אשר הוצעה ע"י NASA בשנות ה- 70) של TRL 1, וזה לקח מספר עשורים עד שהשיטה נודעה בשווקים התעשייתיים כשיטת ייצור חדשה ומדהימה שמתעתדת לשנות את העולם.

מסמלצים את תופעת ה- Crosstalk של אנטנות במטוס!
05/05/15 | פיזיקה
בעולם בו מערכות התקשורת בכלי טיס הופכות מורכבות יותר ויותר, לעיתים קרובות ניתן למצוא מספר אנטנות הממוקמות באותו המטוס. הדבר יוצר תופעה הנקראת "ערב דיבור", Crosstalk באנגלית, הפרעה באותות אשר זולגים מקו אחד למשנהו, דבר שעלול להפריע לתפקוד של כלי הטיס. במודל אשר יוצג בפירוט במאמר זה, נראה כיצד לבנות בתוכנת COMSOL Multiphysics 5.1 סימולציה של ההתערבות בין שתי אנטנות זהות - אחת משדרת והשניה מקבלת - במרכב של מטוס, במטרה לנתח את ההשפעה של תופעת ה- Crosstalk.

טכניקות בידוד תרמי חדשניות מביאות חיסונים למדינות העולם המתפתח
תוכנית Global Good של חברת Intellectual Ventures האמריקאית עבדה על טכנולוגיה חדשה בכדי להביא חיסונים לכל פינה בעולם. מתקן אחסון החיסונים הפאסיבי משתמש רק בגוש בודד של קרח ולא זקוק לחשמל ממקור חיצוני בכדי לאחסן תרופות בטמפרטורות נמוכות לתקופה של חודש שלם.

נאבקים בקורוזיה במתקני אחסון של פסולת גרעינית בעזרת סימולציה מולטיפיזיקלית מתקדמת
27/04/15 | מדע וטבע
קורוזיה היא האויב חסר הרחמים של המתכת, והמאבק עימה פשוט לא יכול להיגמר כאשר מעורבים תופי פלדה עמוסים בפסולת גרעינית. זהו המצב באיטליה, בה הופסק הייצור המקומי של אנרגיה אטומית, ועדיין קיים הצורך באחסון בטוח של פסולת רדיואקטיבית ברמה נמוכה המיוצר כתוצר לוואי של ייצור חשמל, ופעולות של מחקר, רפואה ותעשייה. Sogin S.p.A הינה החברה האיטלקית בבעלות הממשלה האחראית על הוצאה מכלל שימוש של אתרים גרעיניים באיטליה ועל הניהול של פסולת רדיואקטיבית.

CAE - Computer-Aided Engineering: הנדסה בעזרת מחשב
29/03/15 | תוכנה
הנדסה בעזרת מחשב, או הנדסה מבוססת מחשב, הינה השימוש הנרחב בתוכנת מחשב במטרה לסייע במשימות ניתוח הנדסיות. הנושא כולל את התחומים אנליזת אלמנטים סופיים - FEA Finite Element Analysis, דינמיקה חישובית של זורמים - CFD Computational Fluid Dynamics, דינמיקה של גופים מרובים Multibody Dynamics, ואופטימיזציה.

הנדסה ביו רפואית - מהי ולמה היא כל כך חשובה ומשמעותית לחיים של כולנו
הנדסה ביו רפואית הינה תחום רחב ידיים המאגד בתוכו דיסציפלינות רבות כגון פיזיקה, ביולוגיה, מתמטיקה, אלקטרוניקה, הנדסה ועוד. מטרתה העיקרית של הנדסה ביו רפואית יצירת פתרונות לבעיות רבות מתחום הרפואה, בעזרת תכנון ופיתוח של מכשור רפואי, ומחקר של תופעות וסוגיות מהרפואה וממדעי החיים, לרווחתו ולתועלתו של המין האנושי.

ניסוי וטעייה בפיתוח מוצרים - מתומאס אדיסון ועד לזמנים המודרניים של היום
כולנו מכירים את תומאס אדיסון, הממציא האמריקאי הדגול שחי במחצית השניה של המאה ה- 19 ובשליש הראשון של המאה ה- 20. אדיסון נחשב באותו זמן לממציא הגדול ביותר בעולם והביא לקהל הרחב מספר רב מאוד של המצאות, פטנטים ושכלולים, המוכרים שבהם נורת הליבון החשמלית, הטלגרף ועוד המצאות רבות, חלקן שכלולים של המצאות קיימות, ושיא ברישום פטנטים של מעל לאלף הרשומים על שמו.

מרעיון ועד לשיווק: סימולציה מצמצמת את אי הוודאות בחדשנות מוצר
בתעשיית האלקטרוניקה של ימינו, חדשנות היא דבר הכרחי לטובת השגת צמיחה, כאשר זמן קצר בין שלב הרעיון על המוצר ועד להגעה לשלב שיווק המוצר בשוק - זהו המפתח להשגת ערך מקסימאלי. הטיעון כי הישגים עצומים אפשריים ע"י שיפור תהליכי קבלת ההחלטות בשלב מוקדם של המו"פ, ללא ספק נשמע ע"י רבים.

CAD - תכנון וייצור בעזרת מחשב – הטכנולוגיה מאחורי השיטה - כתבה חמישית בסדרה
26/03/15 | תוכנה
בארבע כתבות הספקנו להכיר את שיטת התכנון והייצור בעזרת מחשב, למדנו מי עושה בה שימוש ואילו שימושים נרחבים קיימים בעזרתה. בכתבה האחרונה בסדרה נבין מהי הטכנולוגיה העומדת מאחורי השיטה.

CAD - תכנון וייצור בעזרת מחשב - סוגים שונים של תוכנות - כתבה רביעית בסדרה
26/03/15 | תוכנה
בשלושת הכתבות הקודמות למדנו מהי טכנולוגיית תכנון וייצור בעזרת מחשב, סקרנו את המשתמשים בשיטה ומהם השימושים הרבים שנעשים בה ברחבי העולם. בכתבה רביעית זו נצלול יותר פנימה ונציג את סוגי ה- CAD הקיימים ומי עשוי למצוא שימוש בכל אחד מהם.
     
 
שיווק באינטרנט על ידי WSI