Ingenieria Asistida Por Computadora

CAE / Ingeniería Asistida por Computadora

Ingeniería asistida por computadora (CAE) es el uso de software computacional para simular desempeño y así poder hacer mejoras a los diseños de productos o bien apoyar a la resolución de problemas de ingeniería para una amplia gama de industrias. Esto incluye la simulación, validación y optimización de productos, procesos y herramientas de manufactura.

Un proceso típico de CAE incluyen pasos de pre-procesado, solución y post-procesado. En la fase de pre-procesado, los ingenieros modelan la geometría y las propiedades físicas del diseño, así como el ambiente en forma de cargas y restricciones aplicadas. En la fase de post-procesado, los resultados se presentan al ingeniero para su revisión.

Las aplicaciones CAE soportar una gran variedad de disciplinas y fenómenos de la ingeniería incluyendo:

• Análisis de estrés y dinámica de componentes y ensambles utilizando el análisis de elementos finitos (FEA).

• Análisis Termal y de fluidos utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD).

• Análisis de Cinemática y de dinámica de mecanismos (Dinámica multicuerpos).

• Simulación mecánica de eventos (MES).

• Análisis de control de sistemas.

• Simulación de procesos de manufactura como forja, moldes y troquelados

• Optimización del proceso del producto.

Algunos problemas de la ingeniería requieren la simulación de fenómenos múltiples para representar la física subyacente. Las aplicaciones CAE que abordan dichos problemas usualmente se llaman soluciones de física múltiple.

Beneficios de CAE

Los beneficios de software de tipo CAE incluyen reducción del tiempo y costo de desarrollo de productos, con mayor calidad y durabilidad del producto.

• Las decisiones sobre el diseño se toman con base en el impacto del desempeño del producto.

• Los diseños pueden evaluarse y refinarse utilizando simulaciones computarizadas en lugar de hacer pruebas a prototipos físicos, ahorrando tiempo y dinero.

• Aplicaciones CAE brindan conocimientos sobre el desempeño más temprano en el proceso de desarrollo, cuando los cambios al diseño son menos costosos de hacer.

• Aplicaciones CAE apoyan a los equipos de ingeniería a administrar riesgos y comprender las implicaciones en el desempeño de sus diseños.

• Los datos integrados y la gestión del proceso del CAE amplían la capacidad de balancear con eficacia los conocimientos del funcionamiento mientras se mejoran los diseños para una comunidad más amplia.

• La exposición de garantía es reducida al identificar y eliminar problemas potenciales. Cuando integrado al producto y desarrollo de la manufactura, CAE puede facilitar desde etapas tempranas la resolución de problemas, lo que puede reducir dramáticamente los costos asociados al ciclo de vida del producto.

Software CAE

Estos son algunos ejemplos de software CAE:

• NX es una gama integrada de aplicaciones completamente asociativas de tipo CAD/CAM/CAE. Las aplicaciones de simulación en NX incluyen la simulación de movimiento dinámico, análisis de estrés lineal y no lineal, simulación del desempeño a nivel sistema, simulación de respuesta dinámica, análisis de vibración, análisis termal y de flujo de fluidos, análisis de durabilidad, análisis de ingeniería multi-físicos, y análisis para probar la correlación física.

• NX Nastran es un solucionador de elementos finitos que analiza estrés, vibración, falla estructural/durabilidad, transferencia de calor, ruido/acústica, y aeroelasticidad.

• Femap es un pre y post procesador independiente a CAD y nativa de Windows para la ingeniería FEA avanzada. Provee a los ingenieros y analistas un modelado de soluciones FEA para manejar hasta las tareas más complicadas de forma sencilla, exacta y costeable.

• Solid Edge Simulation es una herramienta FEA integrada para que los ingenieros de diseño puedan validar partes, ensambles y diseños de forma digital en el ambiente de Solid Edge. Basada en la tecnología de modelado de elementos finitos de Femap, Solid Edge Simulation reduce significativamente la necesidad de prototipos físicos, reduciendo así los costos de pruebas y material mientras se ahorra tiempo de diseño.

Los siguientes componentes de Software son utilizados por los desarrolladores de software CAE como la base para sus aplicaciones:

• Parasolid es un componente de software para el modelado geométrico en 3D que permite a los usuarios de productos basados en Parasolid, modelar partes y ensambles complejos. Es utilizado como una herramienta de geometría en cientos de aplicaciones diferentes de CAD, CAM y CAE.

• D-Cubed Components Son 6 librerias de software que pueden utilizar los desarrolladores de software para la integrarlos a sus productos. Las capacidades que brindan incluyen dibujo parametrizado, diseño de partes y ensambles, simulación de movimiento, detección de colisiones, medidas de separación y visualización de líneas ocultas.

CAD / Diseño Asistido por Computadora

Computer-aided design (CAD) es el uso de programas computacionales para crear representaciones gráficas de objetos físicos ya sea en segunda o tercera dimensión (2D o 3D). El software CAD puede ser especializado para usos y aplicaciones específicas. CAD es ampliamente utilizado para la animación computacional y efectos especiales en películas, publicidad y productos de diferentes industrias, donde el software realiza cálculos para determinar una forma y tamaño óptimo para una variedad de productos y aplicaciones de diseño industrial.

En diseño de industrial y de productos, CAD es utilizado principalmente para la creación de modelos de superficie o sólidos en 3D, o bien, dibujos de componentes físicos basados en vectores en 2D. Sin embargo, CAD también se utiliza en los procesos de ingeniería desde el diseño conceptual y hasta el layout de productos, a través de fuerza y análisis dinámico de ensambles hasta la definición de métodos de manufactura. Esto le permite al ingeniero analizar interactiva y automáticamente las variantes de diseño, para encontrar el diseño óptimo para manufactura mientras se minimiza el uso de prototipos físicos.

Elementos de los sistemas CAD

* Dibujo realizado con software CAD.

* El proceso de diseño en CAD consiste en cuatro etapas.

Modelado geométrico. Se describe como forma matemática o analítica a un objeto físico, el diseñador construye un modelo geométrico emitiendo

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