Ingeniería asistida por computadora

La ingeniería asistida por computadora ( CAE ) es el uso general de la tecnología para ayudar en tareas relacionadas con el análisis de ingeniería. Cualquier uso de la tecnología para resolver o ayudar en cuestiones de ingeniería se incluye en este ámbito.

Junto con la mejora constante en los gráficos y la velocidad de las computadoras, la asistencia informática ayuda a los ingenieros con tareas que antes eran complicadas y consumían mucho tiempo, con solo ingresar información y presionar un botón.

Incluye análisis de elementos finitos (FEA) , dinámica de fluidos computacional (CFD) , dinámica multicuerpo (MBD) , durabilidad y optimización. Se incluye con el diseño asistido por computadora (CAD) y la fabricación asistida por computadora (CAM) en la abreviatura colectiva "CAx".

El término CAE se ha utilizado para describir el uso de la tecnología informática en la ingeniería en un sentido más amplio que el del análisis de ingeniería. Fue en este contexto que el término fue acuñado por Jason Lemon, fundador de SDRC a finales de los años 70. Sin embargo, esta definición es más conocida hoy en día por los términos CAx y PLM . ^[1]

Los sistemas CAE se consideran individualmente un solo nodo en una red de información total y cada nodo puede interactuar con otros nodos de la red.

Las áreas cubiertas por el CAE incluyen:

• Análisis de tensiones en componentes y conjuntos mediante análisis de elementos finitos (FEA);
• Análisis de flujo térmico y de fluidos mediante dinámica de fluidos computacional (CFD);
• Dinámica multicuerpo (MBD) y cinemática ;
• Herramientas de análisis para simulación de procesos para operaciones como fundición , moldeo y troquelado;
• Optimización del producto o proceso.

En general, hay tres fases en cualquier tarea de ingeniería asistida por computadora:

• Preprocesamiento: definición del modelo y los factores ambientales que se le aplicarán (normalmente un modelo de elementos finitos, pero también se utilizan métodos de facetas, vóxeles y láminas delgadas);
• Solucionador de análisis (generalmente realizado en computadoras de alta potencia);
• Postprocesamiento de resultados (utilizando herramientas de visualización).

Este ciclo se itera, a menudo muchas veces, ya sea manualmente o con el uso de software de optimización comercial .

Las herramientas CAE se utilizan ampliamente en la industria automotriz . Su uso ha permitido a los fabricantes de automóviles reducir los costos y el tiempo de desarrollo de productos, al tiempo que mejoran la seguridad, la comodidad y la durabilidad de los vehículos que producen. La capacidad predictiva de las herramientas CAE ha progresado hasta el punto en que gran parte de la verificación del diseño se realiza mediante simulaciones por computadora (diagnóstico) en lugar de pruebas físicas de prototipos . La confiabilidad de CAE se basa en todos los supuestos adecuados como entradas y debe identificar entradas críticas (BJ). Si bien ha habido muchos avances en CAE y se usa ampliamente en el campo de la ingeniería, las pruebas físicas siguen siendo imprescindibles. Se utilizan para la verificación y actualización de modelos , para definir con precisión las cargas y las condiciones de contorno, y para la aprobación final del prototipo.

Aunque CAE se ha ganado una sólida reputación como herramienta de verificación, resolución de problemas y análisis, todavía existe la percepción de que los resultados suficientemente precisos llegan bastante tarde en el ciclo de diseño como para realmente impulsar el diseño. Se puede esperar que esto se convierta en un problema a medida que los productos modernos se vuelvan cada vez más complejos. Incluyen sistemas inteligentes , lo que lleva a una mayor necesidad de análisis multifísicos que incluyan controles , y contienen nuevos materiales livianos, con los que los ingenieros a menudo están menos familiarizados. Las empresas y fabricantes de software CAE buscan constantemente herramientas y mejoras de procesos para cambiar esta situación.

En cuanto al software, buscan constantemente desarrollar solucionadores más potentes, utilizar mejor los recursos informáticos e incluir conocimientos de ingeniería en el preprocesamiento y el posprocesamiento. En cuanto al proceso, intentan lograr una mejor alineación entre el CAE 3D, la simulación de sistemas 1D y las pruebas físicas. Esto debería aumentar el realismo del modelado y la velocidad de cálculo.

Las empresas y fabricantes de software CAE intentan integrar mejor el CAE en la gestión general del ciclo de vida del producto . De esta manera, pueden conectar el diseño del producto con el uso del mismo, algo necesario para los productos inteligentes. Este proceso de ingeniería mejorado también se conoce como análisis de ingeniería predictiva . ^{[2] [3]}

• ¿Por qué necesitamos un software CAE o simulaciones numéricas?
• Revista de ingeniería asistida por computadora WP:LINKROT (FEA, CAD, ...)
• Revista de ingeniería asistida por computadora integrada
• Galería CAE AVI en el sitio CompMechLab, Rusia
• Ingeniería civil y de infraestructura asistida por computadora
• Análisis de ingeniería predictiva