مهندسی به کمک کامپیوتر (Computer Aided Engineering)

تحلیل المان محدود

مهندسی به کمک کامپیوتر (CAE) استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری برای شبیه سازی عملکرد به منظور بهبود طرح های محصول یا کمک به حل مشکلات مهندسی برای طیف گسترده ای از صنایع است. این شامل شبیه سازی ، اعتبارسنجی و بهینه سازی محصولات ، فرایندها و ابزارهای تولید می باشد.

یک فرایند CAE معمولی شامل مراحل پیش پردازش ، حل و فرآیندهای پردازش و  پس از پردازش است. در مرحله پیش پردازش ، مهندسین هندسه (یا نمایندگی سیستم) و خصوصیات فیزیکی طرح و همچنین محیط را به صورت بارهای اعمال شده یا محدودیت ها مدل می کنند. در مرحله بعد ، مدل با استفاده از یک فرمول ریاضی مناسب از فیزیک اساسی حل می شود. در مرحله پس از پردازش ، نتایج برای بررسی به مهندس ارائه می شود.

نرم افزارهای پرکاربرد که در این مرکز به صورت جامع آموزش داده می شوند، عبارتند از:

نرم افزار Abaqus

نرم‌افزار آباکوس نرم‌افزاری‌ قدرتمند در زمینه تحلیل به روش اجزاء محدود (FEM) در بازار است. آباکوس قابلیت حل مسایل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده‌ترین مدلسازی غیر خطی را دارا می‌باشد. این نرم‌افزار دارای مجموعه المان‌های بسیار گسترده‌ای می‌باشد که هر نوع هندسه‌ای را می‌توان توسط این المان‌ها مدل کرد. همچنین دارای مدل‌های رفتاری بسیار زیادی است که در مدلسازی انواع مواد با خواص و رفتار گوناگون نظیر فلزات، لاستیک‌ها، پلیمرها، کامپوزیت‌ها، بتن مسلح، فوم‌های فنری و نیز شکننده و همچنین مصالحی ژئوتکنیکی نظیر خاک و سنگ، قابلیت بالایی را ممکن می‌سازد. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان مسایل مختلفی نظیر مکانیک جامدات، ارتعاشات، تحیلیل اجسام دینامیکی صلب، انتقال حرارت، انتقال جرم، تحلیل حرارتی اجزاء الکتریکی، اکوستیک، تراوش و پیزو الکتریک را مورد مطالعه قرار داد و فرآیندهای مختلف صنعتی را شبیه سازی نمود.

نرم افزار Matlab

متلب یک نرم‌افزار برای انجام محاسبات عددی و یک زبان برنامه‌نویسی نسل چهارم است. با استفاده از این نرم افزار می توان تمامی کدهای مهندسی لازم برای حل مسائل را به سادگی با تمامی امکانات اجرا کرد. همچنین این نرم افزار دارای محیط هایی برای بهینه سازی با روش های الگوریتم ژنتیک، شبکه های عصبی و … می باشد. همچنین وجود ماژول سیمولینک امکان استفاده در حوزه های مهندسی گوناگون را به صورت تخصصی تر فراهم آورده است.

نرم افزار Catia

این نرم افزار به صورت مجزا دارای محیط آنالیز می باشد که این امکان را فراهم می آورد که قطعات در همان محیطی که طراحی می شوند، مورد آنالیز قرار بگیرند و تحلیل های مکانیک جامدات بر روی آن ها انجام شوند. هرچند امکان یکپارچه سازی این نرم افزار با نرم افزارهای دیگر و بهره گیری از محیط تخصصی آنالیز این امکان را فراهم آورده است تا تحلیل های دینامیکی و المان محدود در این نرم افزار به شکل مناسبی قابل انجام باشد.

نرم افزار Deform

این نرم افزار، یک نرم افزار مهندسی است که به طراحان این امکان را می دهد تا فرآیندهای تشکیل فلز ، عملیات حرارتی ، ماشین کاری و اتصال مکانیکی را به جای کف مغازه با استفاده از آزمایش و خطا تجزیه و تحلیل کنند. شبیه سازی فرایند با استفاده از DEFORM به مدت دو دهه در پیشرفت هزینه ، کیفیت و تحویل در شرکت های پیشرو مؤثر بوده است. فشارهای رقابتی امروز شرکتها را ملزم می کند از هر ابزاری که در اختیارشان است استفاده کنند. این نرم افزار خود را اثبات كرده است كه در طیف گسترده ای از برنامه های تحقیقاتی و صنعتی بسیار مؤثر است. شركت فناوریهای شكل گیری علمی (SFTC) سیستم DEFORM را توسعه و پشتیبانی می كند.

نرم افزار Adams

این نرم افزار به صورت بسیار پیشرفته به تحلیل های دینامیکی می پردازد و قابلیت انجام تحلیل های دینامیک اجسام صلب و انعطاف پذیر را به خوبی دارد. این نرم‌افزار سال‌های متمادی است جایگاه قابل توجهی در صنعت بدست آورده‌است، لازم به ذکر است که این نرم افزار به صورت بسیار ویژه ای در صنعت هوافضا برای تحلیل های دینامیکی پیشرفته، صنعت رباتیک و صنعت خودرو استفاده می شود که در این نرم افزار محیط ویژه ای برای شبیه سازی خودرو در نظر گرفته شده است.

این نرم‌افزار با قابلیت‌های بسیار زیاد خود، مهندسان را در تولید، تست، بررسی و بهینه‌سازی طرح‌های سیستم‌های مکانیکی قبل از رسیدن به پیش ساخت فیزیکی یاری می‌کند. با استفاده از بخش‌های مختلف در نظر گرفته شده در این نرم‌افزار می‌توان با شبیه‌سازی حرکتی سیستم مکانیکی، تست سینماتیکی سیستم، سنجش نیروهای وارده بر اتصالات و… عمر قطعات در سیستم را تعیین کرده و جا یابی قطعات را به صورت بسیار دقیق و منظم انجام داد. بررسی کنترل ارتعاش سیستم‌ها و امکان انجام تست‌ها برای قطعات قابل انعطاف از ویژگی‌های این نرم‌افزار می‌باشد. این نرم‌افزار توانایی ارتباط با نرم‌افزارهای تخصصی دیگر مانند،Pro/E , Catia , Ansys و… را دارا می‌باشد.

نرم افزار ADAMS