Computer-aided engineering

Computer-aided engineering

CAE (англ. Computer-aided engineering) — общее название для программ и программных пакетов, предназначенных для решения различных инженерных задач: расчётов, анализа и симуляции физических процессов. Расчётная часть пакетов чаще всего основана на численных методах решения дифференциальных уравнений (см.: метод конечных элементов, метод конечных объёмов, метод конечных разностей и др.).

Современные системы автоматизации инженерных расчётов (CAE) применяются совместно с CAD-системами (зачастую интегрируются в них, в этом случае получаются гибридные CAD/CAE-системы).

CAE-системы — это разнообразные программные продукты, позволяющие при помощи расчётных методов (метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объёмов) оценить, как поведёт себя компьютерная модель изделия в реальных условиях эксплуатации. Помогают убедиться в работоспособности изделия, без привлечения больших затрат времени и средств.

В русском языке есть термин САПР, который подразумевает CAD/CAM/CAE/PDM.

Содержание

Наиболее распространённые CAE-системы

  • T-FLEX Анализ — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором;
  • APM WinMachine 2010 — отечественная универсальная система для проектирования и расчета в области машиностроения, включающая КЭ анализ с встроенным пре-/постпроцессором;
  • APM Civil Engineering 2010 — отечественная универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором для проектирования и расчета металлических, железобетонных, армокаменных и деревянных конструкций;
  • ANSYS — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором;
  • MSC.Nastran — универсальная система КЭ анализа с пре-/постпроцессором MSC.Patran;
  • ABAQUS — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором;
  • FIDESYS[1] — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором, предназначенная для решения статических и динамических задач прочности при конечных деформациях с использованием метода конечных элементов (МКЭ), метода спектральных элементов (МСЭ), разрывного метода Галеркина (DG);
  • NEiNastran — универсальная система КЭ анализа с пре-/постпроцессором;
  • NX Nastran — универсальная система МКЭ анализа;
  • SAMCEF — универсальная система КЭ анализа с пре-постпроцессором SAMCEF Field.
  • OpenFOAM — свободно-распространяемая универсальная система КО пространственного моделирования механики сплошных сред;
  • SALOME — платформа для проведения расчётов МСС (подготовка данных — мониторинг расчёта — визуализация и анализ результатов);
  • CAElinux[2] — дистрибутив операционной системы Линукс, включающий в себя ряд свободных САЕ-программ, в том числе OpenFOAM и SALOME.
  • STAR-CD — универсальная система МКО анализа с пре-/постпроцессором;
  • STAR-CCM+[3] — универсальная система МКО анализа с пре-/постпроцессором;
  • ADAMS[4] — система моделирования и расчёта многотельной динамики;
  • Универсальный механизм (UM)[5] — программный комплекс предназначен для моделирования динамики и кинематики плоских и пространственных механических систем;
  • EULER (Эйлер)[6] — программный комплекс автоматизированного динамического анализа многокомпонентных механических систем;
  • ФРУНД[7] — комплекс моделирования динамики систем твёрдых и упругих тел;
  • Femap — независимый от САПР пре- и постпроцессор для проведения инженерного анализа методом конечных элементов;
  • QForm 2D/3D — специализированный программный комплекс для моделирования и оптимизации технологических процессов объёмной штамповки;
  • MBDyn[8] — система комплексного анализа и расчётов нелинейной динамики твёрдых и упругих тел, физических систем, «умных» материалов, электрических сетей, активного управления, гидравлических сетей, аэродинамики самолётов и вертолётов. Распространяется на условиях лицензии GNU GPL 2.1.;
  • SimulationX[9] — программный комплекс для моделирования и анализа динамики и кинематики автомобилей, индустриального оборудования, электро-, пневмо- и гидроприводов, ДВС, гибридных двигателей и т. д.
  • FEM-models — программный комплекс для моделирования и анализа методом конечных элементов. Специализация программы — геотехнические расчеты, совместные расчеты систем здание-основание.

История развития

Историю развития рынка CAD/CAM/CAE-систем можно достаточно условно разбить на три основных этапа, каждый из которых длился, примерно, по 10 лет.

Первый этап начался в 1970-е годы. В ходе его был получен ряд научно-практических результатов, доказавших принципиальную возможность проектирования сложных промышленных изделий. Во время второго этапа (1980-е) появились и начали быстро распространяться CAD/CAM/CAE-системы массового применения. Третий этап развития рынка (с 1990-х годов до настоящего времени) характеризуется совершенствованием функциональности CAD/CAM/CAE-систем и их дальнейшим распространением в высокотехнологичных производствах (где они лучше всего продемонстрировали свою эффективность).

На начальном этапе пользователи CAD/CAM/CAE-систем работали на графических терминалах, присоединённых к мейнфреймам производства компаний IBM и Control Data, или же мини-ЭВМ DEC PDP-11 и Data General Nova. Большинство таких систем предлагали фирмы, продававшие одновременно аппаратные и программные средства (в те годы лидерами рассматриваемого рынка были компании Applicon, Auto-Trol Technology, Calma, Computervision и Intergraph). У мейнфреймов того времени был ряд существенных недостатков. Например, при разделении системных ресурсов слишком большим числом пользователей нагрузка на центральный процессор увеличивалась до такой степени, что работать в интерактивном режиме становилось трудно. Но в то время пользователям CAD/CAM/CAE-систем ничего, кроме громоздких компьютерных систем с разделением ресурсов (по устанавливаемым приоритетам), предложить было нечего, так как микропроцессоры были ещё весьма несовершенными. По данным Dataquest, в начале 1980-х стоимость одной лицензии CAD-системы доходила до 90 000 долл.

Развитие приложений для проектирования шаблонов печатных плат и слоёв микросхем сделало возможным появление схем высокой степени интеграции (на базе которых и были созданы современные высокопроизводительные компьютерные системы). В течение 1980-х годов был осуществлён постепенный перевод CAD-систем с мейнфреймов на персональные компьютеры (ПК). В то время ПК работали быстрее, чем многозадачные системы, и были дешевле. По данным Dataquest, к концу 1980-х годов стоимость CAD-лицензии снизилась примерно до 20 тыс. долл.[источник не указан 287 дней]

В начале 1980-х годов произошло расслоение рынка CAD-систем на специализированные секторы. Электрический и механический сегменты CAD-систем разделились на отрасли ECAD и MCAD. Разошлись по двум различным направлениям и производители рабочих станций для CAD-систем, созданных на базе ПК:

  • часть производителей сориентировалась на архитектуру IBM PC на базе микропроцессоров Intel х86;
  • другие производители предпочли ориентацию на архитектуру Motorola (ПК её производства работали под управлением ОС Unix от AT&T, ОС Macintosh от Apple и Domain OS от Apollo).

Производительность CAD-систем на ПК в то время была ограничена 16-разрядной адресацией микропроцессоров Intel и MS-DOS. Вследствие этого, пользователи, создающие сложные твердотельные модели и конструкции, предпочитали использовать графические рабочие станции под ОС Unix с 32-разрядной адресацией и виртуальной памятью, позволяющей запускать ресурсоёмкие приложения.

К середине 1980-х годов возможности архитектуры Motorola были полностью исчерпаны. На основе передовой концепции архитектуры микропроцессоров с усеченным набором команд (Reduced Instruction Set Computer — RISC) были разработаны новые чипы для рабочих станций под ОС Unix (например, Sun SPARC). Архитектура RISC позволила существенно повысить производительность CAD-систем.

С середины 1990-х годов развитие микротехнологий позволило компании Intel удешевить производство своих транзисторов, повысив их производительность. Вследствие этого появилась возможность для успешного соревнования рабочих станций на базе ПК с RISC/Unix-станциями. Системы RISC/Unix были широко распространены во 2-й половине 1990-х годов, и их позиции все ещё сильны в сегменте проектирования интегральных схем. Зато сейчас Windows NT и Windows 2000 практически полностью доминируют в областях проектирования конструкций и механического инжиниринга, проектирования печатных плат и др. По данным Dataquest и IDC, начиная с 1997 года рабочие станции на платформе Windows NT/Intel (Wintel) начали обгонять Unix-станции по объёмам продаж. За прошедшие с начала появления CAD/CAM/CAE-систем годы стоимость лицензии на них снизилась до нескольких тысяч долларов (например, 6000 долл. у Pro/Engineer).

Примечания

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Computer-aided engineering" в других словарях:

  • Computer-aided engineering — (dt. rechnergestützte Entwicklung), abgekürzt CAE, umfasst alle Varianten der Computerunterstützung von Arbeitsprozessen in der Technik: CAD (computer aided design, rechnerunterstützte Konstruktion) Digital Mock Up (DMU, Ein und… …   Deutsch Wikipedia

  • Computer-Aided Engineering —   [dt. »computerunterstützte Entwicklung«], CAE …   Universal-Lexikon

  • Computer-aided engineering — Nonlinear static analysis of a 3D structure subjected to plastic deformations Computer aided engineering (CAE) is the broad usage of computer software to aid in engineering tasks.[1][2] …   Wikipedia

  • computer-aided engineering — kompiuterinis konstravimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. CAE; computer aided engineering vok. CAE; rechnergestütztes Engineering, n rus. компьютеризованное конструирование, n pranc. I.A.O.; ingénierie assistée par ordinateur, f …   Automatikos terminų žodynas

  • Computer Aided Engineering — Zu diesem Stichwort gibt es keinen Artikel. Möglicherweise ist „computer aided engineering“ gemeint. Kategorie: Wikipedia:Falschschreibung …   Deutsch Wikipedia

  • computer-aided engineering —       in industry, the integration of design and manufacturing into a system under the direct control of digital computers. CAE combines the use of computers in industrial design work, computer aided design (CAD), with their use in manufacturing… …   Universalium

  • computer-aided engineering — /kəmˌpjutər eɪdəd ɛndʒəˈnɪərɪŋ/ (say kuhm.pyoohtuhr ayduhd enjuh nearring) noun engineering which uses computers to assist especially in the collection and analysis of data but also in the production of graphics as in computer aided design. Also …   Australian-English dictionary

  • computer-aided engineering — use of computers during the planning design and analysis of engineering projects, CAE …   English contemporary dictionary

  • Computer-aided engineering — Ingénierie assistée par ordinateur Simulation numérique d un crash de véhicule en IAO. L ingénierie numérique ou Ingénierie Assistée par Ordinateur (IAO) regroupe l ensemble des moyens numériques et logiciels habituellement utilisés par les… …   Wikipédia en Français

  • Computer Aided Engineering — ⇡ CAE …   Lexikon der Economics

Книги

Другие книги по запросу «Computer-aided engineering» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»