Mô phỏng và phân tích CAE trong Catia

Mô phỏng và phân tích CAE trong Catia

Mô phỏng và phân tích CAE trong Catia

Kỹ thuật hỗ trợ máy tính CAE (Computer Aided Engineering) dùng để hỗ trợ các nhiệm vụ phân tích kỹ thuật. CAE là bước tiếp theo trong việc thiết kế sản phẩm, nó cho phép thực hiện các thử nghiệm và mô phỏng các đặc tính vật lý của sản phẩm mà không cần nguyên mẫu vật lý nhằm tối ưu hóa thiết kế. Các dạng mô phỏng, phân tích CAE gồm: Phân tích phần tử hữu hạn (FEA), tính toán động lực học chất lỏng (CFD), động lực học (MBD), phân tích nhiệt.

CAE có thể được sử dụng trong hầu hết các ngành, từ kỹ thuật hỗ trợ máy tính trong quá trình phát triển sản phẩm của họ bao gồm: Ô tô, hàng không vũ trụ, kỹ thuật nhà máy, điện tử, năng lượng, hàng tiêu dùng. Trong tương lai, các hệ thống CAE sẽ là nhà cung cấp thông tin chính để giúp hỗ trợ người thiết kế đưa ra quyết định.

Kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE)

• Simulation: Mô phỏng, tính toán độ bền và chất lượng sản phẩm.

Các dạng phân tích thường sử dụng CAE bao gồm:

FEA (Finite Element Analysis): Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) là mô phỏng của bất kỳ hiện tượng vật lý nào bằng cách sử dụng kỹ thuật số. Các kỹ sư sử dụng nó để tối ưu hóa các thành phần trong giai đoạn thiết kế của họ để phát triển các sản phẩm tốt hơn, nhanh hơn.

Phân tích phần tử hữu hạn (FEA)​

CFD (Computational Fluid Dynamics): Động lực học tính toán (CFD) đã trở thành một công cụ được áp dụng phổ biến để tạo ra các giải pháp cho dòng chất lỏng. Trong phân tích CFD, việc kiểm tra dòng chất lỏng theo các tính chất vật lý của nó như vận tốc, áp suất, nhiệt độ và mật độ. Để tạo ra một giải pháp cho một hiện tượng vật lý liên quan đến dòng chảy chất lỏng. Giúp đánh giá được những tác động của các yếu tố (ngoại cảnh) thực tế lên các đối tượng khảo sát.

Động lực học tính toán (CFD)

MBS (Mutli-Body System): Động lực học đa năng (MBD) là một hệ thống bao gồm các vật thể rắn hoặc các liên kết, được kết nối với nhau bằng các liên kết chuyển động tương đối giữa chúng. Nghiên cứu của MBD là phân tích về cách các hệ thống liên kết di chuyển dưới ảnh hưởng của các lực tác động. Phân tích chuyển động rất quan trọng vì thiết kế sản phẩm thường đòi hỏi sự hiểu biết về các bộ phận chuyển động tương tác với nhau.

Kiểm nghiệm về va chạm ô tô đánh giá khả năng tác động tới người lái

• Kinematics & Thermal: mô phỏng động học và tác động của dòng chảy nhiệt

Bằng cách mô tả chuyển động của vật thể hoặc cụm vật thể dưới sự tác động của lực khiến chúng chuyển động. Kinematics & Thermal giúp những kỹ sư CAE có thể kiểm soát và đánh giá được các quá trình trao đổi nhiệt giữa các sản phẩm và phát hiện sớm những lỗi thiết kế để tránh gây thiệt hại khi đưa vào sản xuất.

Mô phỏng động học và tác động của dòng chảy nhiệt

3 phương pháp phân tích CAE trong Catia

• Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM)

Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) trong CAE

• Phương pháp sai phân hữu hạn (Finite difference method - FDM)

Phương pháp sai phân hữu hạn (FDM) trong CAE

• Phương pháp phần tử biên. (Boundary element method - BEM)

Phương pháp phần tử biên (BEM) trong CAE

Quy trình làm việc CAE theo qui chuẩn là trước tiên tạo ra một thiết kế ban đầu và sau đó mô phỏng hình dạng CAD. Các kết quả mô phỏng sau đó được đánh giá và sử dụng để cải thiện thiết kế. Quá trình này được lặp lại cho đến khi tất cả các yêu cầu của sản phẩm được đáp ứng và hầu như được xác nhận. Trong trường hợp có bất kỳ điểm yếu hoặc khu vực nào mà hiệu suất của nguyên mẫu kỹ thuật số không phù hợp với mong đợi, các kỹ sư và nhà thiết kế có thể cải thiện mô hình CAD và kiểm tra tác động của thay đổi bằng cách kiểm nghiệm thiết kế cập nhật trong môi trường mô phỏng CAE. Quá trình này hỗ trợ phát triển sản phẩm nhanh hơn vì không cần xây dựng các nguyên mẫu vật lý trong giai đoạn phát triển ban đầu.

Khi lập kế hoạch mô phỏng CAE vào quy trình phát triển sản phẩm, điều quan trọng là phải biết về môi trường (lực, nhiệt độ, v.v.) mà sản phẩm sẽ được tiếp xúc. Biết các điều kiện này là rất quan trọng để kết quả phân tích mà CAE cung cấp là chính xác nhất. Cho đến nay, bên cạnh việc dự đoán các yếu tố và điều kiện môi trường, mô phỏng kỹ thuật là một nỗ lực phức tạp và khó khăn, chủ yếu dành cho các kỹ sư và chuyên gia mô phỏng có kinh nghiệm.

Bài viết trên tôi đã giới thiệu sơ lược cho các bạn biết về các phương pháp mô phỏng và phân tích CAE trong Catia. Mong là bài viết của tôi sẽ giúp cho bạn hiểu hơn về phần mềm Catia cũng như tính năng mô phỏng và phân tích CAE trong phần mềm này.

Tham khảo Các khóa học Catia tại TechK:

✨ Khóa học Catia - Thiết kế sản phẩm cơ bản dến nâng cao

✨ Khóa học Catia - Lập trình gia công

✨ Khóa học Catia - Đào tạo nhân sự chuyên nghiệp cho doanh nghiệp

TRỊNH TẤN VINH - TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TECHK