Reja: cae tizimlari va dasturlari

CAE dasturlaridan foydalangan holda energetika sohasidagi masalalarni yechish xususiyati

Reja:


1. CAE tizimlari va dasturlari
2. CAM tizimlari va dasturlari
3. CAD tizimlari va dasturlari
4.CAD/CAM/CAE tushunchalari


CAE (kompyuter muhandisligi)- muhandislik tadqiqotlari, jismoniy jarayonlarni tahlil qilish va simulyatsiya qilish uchun foydalaniladigan dasturiy ta'minot yoki dasturiy paketlarning umumiy nomi. Rozraxunkov paketining qismi asosan differentsial nisbatlarni tartibga solishning raqamli usullarida qo'llaniladi (div.: yakuniy elementlar usuli, terminal bog'lash usuli, terminal farqlari usuli va boshqalar).
Muhandislik ishlanmalarini avtomatlashtirishning zamonaviy tizimlari (CAE) SAPR tizimlari bilan bir vaqtda o'rnatiladi (ko'pincha ba'zi, ba'zan gibrid SAPR / CAE tizimlari bilan integratsiyalashgan).
CAE-tizimlari kompyuter modelining haqiqiy ekspluatatsiya ongida o'zini qanday tutishini baholash uchun qo'shimcha rozrahunkov usullaridan (yakuniy elementlar usuli, yakuniy farqlar usuli, yakuniy hajmlar usuli) foydalanishga imkon beradigan qimmatli dasturiy mahsulotlardir. praceszdatností virobu da Dopomagayut perekonatisya, zaluchennya katta vitratlar soat va koshtyv holda.
CAE tizimlari va dasturlari Avtomatlashtirilgan konstruksiyalash (computer-aided engineering – CAE) – bu CAD geometriyasini tahlil qilish, modellash va mahsulot konstruksiyasini takomillashtirish uchun uning xususiyatlarini o`rganish uchun kompyuter tizimidan foydalanishdir. CAE vositalari tahlilning har xil variantlarini bajarishi mumkin. Masalan, kinematik hisoblash dasturlarini harakat trayektoriyalarini va mexanizmlardagi zvenolar tezliklarini aniqlashga qodir. Dinamik tahlil dasturlari avtomobillar kabi murakkab tarkibli qurilmalarda yuklanish va siljish (deformatsiya)larni aniqlash uchun qo`llanilishi mumkin. Mantiqni tahlil qiluvchi va sinxronizatsiyalovchi dasturlar murakkab elektron zanjirlar ishini imitatsiya qiladi. Konstruksiyalarni optimizatsiyalashga mo`ljallangan ko`p dasturaviy vositalar mavjud. Optimizatsiyalashga mo`ljallangan vositalar CAE sinfiga kiritilishi mumkin bo`lsa ham, odatda ularni alohida ko`rib chiqishadi. Optimizatsiyalash va tahlilni birlashtirish yo`li bilan konstruksiya shaklini avtomatlashtirilgan tarzda aniqlash bo`yicha tadqiqotlar olib borilmoqda [13]. Bu yondoshuvlarda konstruksiyaning boshlang`ich shakli sodda ko`rinishda taklif qilinadi, masalan, zichligi har xil bo`lgan katta bo`lmagan elementlardan tarkib topgan ikki o`lchamli to`g`ri to`rt burchakli obyekt kabi; bunday shakl kuchlanishlarga qo`yilgan cheklashlarni hisobga olgan holda muayyan maqsadga erishish imkonini beradi. Maqsad – ko`pincha og`irlikni minimallashtirish bo`ladi. Zichlikning optimal qiymatlari aniqlangandan so`ng, obyektning optimal shakli hisoblanadi. Bunga zichlik qiymati kichik bo`lgan elementlarni tashlab yuborish bilan erishiladi. CAE dasturining tarixi. CAE SAPR va
CAM bilan uzviy bog'liqdir. Ushbu dasturiy mahsulotlarning rivojlanishi parallel ravishda amalga oshirildi. XX asrning 80-yillari boshida CAD/CAM/ CAE ning birinchi foydalanuvchilari IBM va Control Data asosiy komponentlari bo'lgan grafik terminallarni ishlatishdi. CAD/CAM/CAE apparat va dasturiy ta'minotining asosiy provayderlari Applecon, Auto-Trol Technology, Calma, Computervision va Intergraph kompaniyalari edi. O'sha davrdagi asosiy ramkalar nomukammal bo'lgani uchun muayyan qiyinchiliklar paydo bo'lgan. Markaziy protsessorda katta yuk tufayli interaktiv ish tartibi deyarli mavjud emas edi. Bir CAD/CAM/CAE tizimining narxi taxminan $90000 edi. Taraqqiyotning rivojlanishi bilan SAPR/CAM/CAE apparat platformalari asosiy kompyuterlardan shaxsiy kompyuterlarga ko'chirildi. Bu esa, ota-onalarga nisbatan kamroq xarajat va ko'proq kompyuter ishlashi bilan bog'liq. CAD/
CAM/CAE narxi $20000 ga tabiiy ravishda tushib ketdi. Kompyuter bazasida IBM PC yoki Motorola arxitekturasini qo'llab-quvvatlaydigan SAPR uchun ish stantsiyalari yaratildi. 80-yillarning o'rtalarida RISC (Reduced Instruction Set Computing) buyruqlar bilan kesilgan mikroprotsessor me'morchiligi paydo bo'ldi. Ularning asosida Unix operatsion tizimiga asoslangan yanada samarali ish stantsiyalari ishlab chiqildi. 90- yillarning o'rtalaridan boshlab RISC/Unix tizimlari uchun raqobat Intel tomonidan MS Windows NT va MS Windows 2000 operatsion tizimlari asosida ishlab chiqilgan texnologiyalar asosida ishlab chiqilgan. Hozirgi vaqtda SAPR/CAM/ CAE tizimlarining narxi tushib ketdi va $ 10000 dan ortiq emas. CAE dasturlarining tasnifi.CAE (ingliz tilidagi "Computer-Aided Engineering" nomi qisqartmasi) — muhandislik faoliyatining turli sohalarida loyihalarni hisob-kitob qilish bilan bog'liq zamonaviy kompyuter injiniringining keng doirasi. CAE kompyuter dasturlarining hisoblangan qismi ko'pincha differensial tenglamalarni echishning raqamli usullariga asoslangan (eng mashhur usullar: Sonlu element usuli, Sonlu hajm usuli, Sonlu farq usuli, chegara elementlari usuli). CAE dasturlari dizayn bosqichida yaratilgan ob'ektning haqiqiy ish sharoitida va eng muhimi, favqulodda rejimlarda qanday ishlashini baholashga imkon beradi. CAE dasturlari CAD/CAM/CAE/PDM kompleks tizimlarining bir qismi sifatida CAD dasturlari bilan birgalikda ishlaydi.
Loyihalashtirilgan ob'ektlarni modellashtirish uchun kompyuter dasturlarining barcha xilma-xilligi ikkita katta sinfga bo'linishi mumkin: CAE dasturlari texnologik jarayonlarni kompyuter simulyatsiyasi uchun CAE dizaynlari va dasturlarini hisoblash uchun asoslash. CAE yordamida amalga oshirilishi mumkin:  CAE element usuli asosida komponentlar va tugunlarni kuch bilan tahlil qilish;  Issiqlik va gidrodinamik tahlil;  Kinematik tadqiqotlar;  To'qimalarni quyish kabi jarayonlarni modellashtirish;  Mahsulotlar yoki jarayonlarni optimallashtirish. CAE bilan ishlash bosqichlari  Dastlabki ishlov berish-modelga va unga ta'sir etadigan ekologik omillarning xususiyatlarini aniqlash;  Tahlil va qaror qabul qilish;  Natijalarni qayta ishlash. Avtomobil sanoati sohasida CAE foydalanish tajribasi CAE tizimlarining afzalligi shundaki, avtomobil ishlab chiqaruvchilari ishlab chiqilgan modellarni kompyuter orqali sinab ko'rishlari mumkin. Bu ularga moliyaviy mablag'larni sarflamasdan avtomobillarning xavfsizligini, qulayligini va mustahkamligini oshirishga maksimal darajada e'tibor qaratish imkonini beradi. To'qnashuvlarda yo'lovchilarning xavfsizligi RADIOSS, LS-DYNA, PAMCRASH kabi dasturiy mahsulotlar yordamida baholanishi mumkin. Aslida, ulardan foydalanish avtomobil ishlab chiqaruvchilarga mahsulot ishlab chiqarish xarajatlarini va vaqtini qisqartirishga imkon berdi, ayni paytda ular ishlab chiqaradigan avtomobillarning xavfsizligi, qulayligi va mustahkamligini oshirdi. CAE ning prognozlash qobiliyati bunday darajaga yetdi, chunki loyihani tekshirishning katta qismi prototipni jismoniy sinovdan ko'ra kompyuter simulyatsiyasi (diagnostika) yordamida amalga oshiriladi.
CAE ning ishonchliligi, kirish ma'lumotlari sifatida barcha tegishli taxminlarga asoslangan va muhim kirish ma'lumotlarini aniqlash kerak. CAEda ko'plab yutuqlar mavjud bo'lsada, bu usul rivojlanish sohasida keng qo'llaniladi, jismoniy sinov hali ham zarur. Modelni tekshirish va yangilash, yuklarni va chegara shartlarini aniq belgilash va prototip bilan yakuniy kelishish uchun ishlatiladi. CAE ning asosiy yo'nalishlari quyidagilardan iborat:  Sonlu element tahlil (FEA) yordamida batafsil va montajlarda stressni tahlil qilish);  Issiqlik va suyuqlik oqimini tahlil qilish. Hisoblash gidrodinamikasi (CFD);  Ko'p davlat dinamikasi (MBD) va kinematika;  To'qimalar, qoliplash va shtamplash kabi operatsiyalar uchun jarayonlarni modellashtirish uchun tahlil vositalari.  Mahsulot yoki jarayonni optimallashtirish. Umuman olganda, kompyuter dizaynining har qanday vazifasida uch bosqich mavjud:  Dastlabki ishlov berish - unga qo'llaniladigan model va atrof-muhit omillarini aniqlash. (bu odatda Sonlu element modelidir, lekin faset, voxel va ingichka plitalar texnikasi ham qo'llaniladi)  Tahlil va yechim (odatda kuchli kompyuterlarda amalga oshiriladi)  Natijalarni qayta ishlash (vizualizatsiya vositalaridan foydalanish) Ushbu sikl ko'pincha ko'p marta qo'lda yoki optimallashtirish dasturidan foydalangan holda takrorlanadi. Mahsulotni ishlab chiqish jarayonida CAE ning kelajagi CAE tekshirish, muammolarni bartaraf etish va tahlil qilish vositasi sifatida kuchli obro'ga ega bo'lishiga qaramasdan, loyihani boshqarish uchun dizayn qilish jarayonida juda kichik bo'lgan aniq natijalar mavjud. Zamonaviy mahsulotlar tobora murakkablashib borayotgani sababli, bu muammo bo'lishi mumkin. Ular aqlli tizimlarni o'z ichiga oladi, bu esa ko'p fizikaviy tahlilga, shu jumladan boshqaruvlarga bo'lgan ehtiyojni oshiradi va muhandislar tez-tez tanish bo'lmagan yangi engil materiallarni o'z ichiga oladi. CAE dasturiy ta'minot kompaniyalari va ishlab chiqaruvchilari doimo ushbu vaziyatni o'zgartirish uchun vositalarni va jarayonlarni yaxshilashni izlaydilar.
Dasturiy ta'minot ishlab chiqaruvchilarga kelsak, ular doimiy ravishda yanada kuchli echimlarni ishlab chiqishga, kompyuter resurslaridan yaxshiroq foydalanishga va oldindan va keyingi ishlov berish sohasida muhandislik bilimlarini o'z ichiga oladi. Jarayon orqali ular 3D CAE, 1D tizim simulyatsiyasi va jismoniy sinov o'rtasida yanada yaxshi kelishuvga erishishga harakat qilishadi. Bu simulyatsiya realizmini va hisoblash tezligini oshirishi kerak. Bundan tashqari, CAE ni mahsulotning umumiy hayot aylanish jarayoniga yaxshiroq integratsiyalashga urinishlar mavjud. Shunday qilib, mahsulot dizayni mahsulotning funksionalligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, bu aqlli mahsulotlar uchun zarur shartdir. Bunday takomillashtirilgan muhandislik jarayoni analitik prognozlash deb ataladi. Tahlil va optimallashtirish metodlarining ajoyib xususiyati shundaki, ular konstruktorga tayyor mahsulot sifat (xossa)larini oldindan ko`rabilish va real prototiplarni yaratish va testdan o`tkazguncha mumkin bo`lgan xatoliklarni namoyon qilish vash u bilan ma`lum xarajatlarga yo`l qo`ymaslik imkonini beradi. Demak, CAD, CAM va CAE texnologiyalarining vazifasi – mahsulot hayotiy siklining muayyan bosqichlarini avtomatlashtirish va samaradorligini oshirishdir.