Khái quát về CAE

Discussion in 'CAE & CÁC PHẦN MỀM MÔ PHỎNG' started by QUE_THANH, May 10, 2008.

  1. QUE_THANH

    QUE_THANH New Member

    Joined:
    Apr 15, 2008
    Messages:
    34
    Likes Received:
    0
    1) CAE là cái gì :

    CAE là cái gì ? Chắc có lẽ trong các bạn trẻ mới đụng vào thế giới CAD/CAM/CAE sẽ cảm thấy là một cái gì vĩ đại, đáng sợ còn hơn cả CAD. Thực ra cũng chẳng có gì ghê gớm cả. Trong bài viết này tôi xin mô tả một cách đơn giản khái quát về CAE.

    CAE là thuật ngữ viết tắt của cụm từ "Computer Aided Engineering" . Hán Nhật , Hán Trung và có lẽ Hán Việt (đọc ké theo âm) thì đọc CAE là "Kế toán Cơ Viện trợ Công học", dịch đại cho xuôi theo Việt hóa thì CAE là "Môn công học với sự hỗ trợ của máy tính".Đại khái là vậy, mấy cái vụ ngữ nghĩa này xin dành lại cho các giáo sư Hàn lâm tiếng Việt.

    Vậy CAD và khác nhau ra sao và CAE dùng để làm cái gì ? Tôi xin đưa ra một ví dụ đơn giản nhất cho dễ hiểu. Đó là tấm cản đằng trước của xe hơi. Ngày trước chưa có kỹ thuật CAE thì mấy ông thợ gò , làm khuôn v.v.. cứ theo cái mẫu của ông họa sĩ Design vẽ sẵn làm theo, miễn gắn lên xe thấy nó đẹp là được rồi, không cần biết nó nặng nhẹ, rủi bị tông lộn có bể hay không bể , chết người hay không chết thì họ cũng không cần biết, kiểu giống như chế mấy cái xe bục bịch ở trong nam mà người bắc gọi văn hoa hơn là xe Công Nông vậy. Ở xứ chạy xe tông cái đùng , chết đền 10 triệu tặng thêm cái hòm .Mũ bảo hiểm gấp xếp lại được bán chạy và dân trẻ khoái hơn cái mũ bảo hiểm loại "nồi cơm điện" hoặc bác "hai lúa Tây Ninh" chế máy bay đòi bay chơi coi sinh mạng của mình như giấy mà báo chí khen rầm rầm làm các giáo sư đại học nhà ta ê hề mặt mũi thì cỡ vậy là đủ. Mức độ vẽ , design cái xe như vậy với sự trợ giúp của computer chỉ ngừng ở lãnh vực của CAD.

    Nhưng mà thời thế thay đổi,mạng người ngày càng đắt giá hơn thì cái xe với cản gò đại vậy chắc là bán không được vì không biết có an toàn hay không.

    Muốn chế chiếc xe có cái cản an toàn thì phải thực nghiệm, tính toán ứng lực, tính độ xung kích, tính hệ số an toàn v.v...Vậy thì chúng bắt đầu đi vô thế giới của CAE, thế giới của các ông kỹ sư thiết kế.

    Ngày xưa chưa có Computer thì các ông kỹ sư chế vài chục cái đủ kiểu cho nó va đập để làm thực nghiệm va đập, xung kích xong rồi lựa cái còn "sống sót" ít thương tích nhất gắn vô xe. Sau này cao hơn một chút khi khái niệm FEM ra đời thì kỹ sư tính toán bằng tay, nhưng rồi cũng phải chế thật nhiều để lựa ra được cái tốt nhất, vì cái cản mà ngồi tính tay để tìm cho ra các thông số tối ưu thì tính xong một cái cũng mất vài năm. Mới có chuyện tía của tôi thời năm 60 được người Nhật mướn tính tìm giải pháp để chế 24 con ốc gắn cái động cơ máy bay lên chiếc máy bay YS11 cho nó an toàn, chỉ có 24 con ốc phải ngồi tính tay 4 năm. Thành ra cái thời gian và chi phí làm khuôn, làm thử nghiệm, thực nghiệm rất dài và rất đắt đỏ. Khoảng 15 năm trước thôi , tiền để nghiên cứu thành công một cái cản xe hơi cũng phải mất khoảng 10 đến 30 triệu USD, bạn nào làm khuôn sắt thì biết, một bộ khuôn để chế cái cản thực nghiệm không thôi rẻ nhất cũng khoảng từ 400.000USD trở lên. Thữ chừng chục cái mới lựa ra được một cái như vậy thì công ty cũng "méo mặt" vì tiền nghiên cứu. Để tránh bớt những thực nghiệm lãng phí tiền bạc và thời gian thì người ta phải dựa vào CAE để tìm phương pháp tối ưu gần thực tế nhất.

    Như vậy có thể tóm tắt công dụng của CAE là làm các thực nghiệm, tính toán, mô phỏng để tìm phương pháp thiết kế tối ưu nhất , giá rẻ nhất , thời gian nhanh nhất trên máy tính dựa trên các thuật toán FEM v.v...

    Khoảng 25 năm trước khi mà kỹ thuật hardware còn yếu và kỹ thuật CAD 3 chiều chưa mạnh như bây giờ thì người dùng ngôn ngữ C hay Fortran để giải các bài toán FEM thì cần thiết phải có những kỹ sư chuyên môn về CAE để đọc các trị số trong kết quả mà máy tính đưa ra để phân tích. Gần đây với sự tiến bộ vượt bậc của kỹ thuật CAD 3D , nhất là ứng dụng của kỹ thuật Solid Modelling thì không cần đến các kỹ sư CAE chuyên môn, các kỹ sư bình thường cũng có thể nhìn , xem kết quả dự đoán các mô phỏng tính toán bằng mắt trên màn hình máy tính. Mặc dầu vậy những bài toán khó như giải tích va đập , xung kích , biến hình lớn thuộc hệ phi tuyến tính cấu tạo giải tích thì vẫn còn cần các kỹ sư CAE chuyên môn để phân tích.

    2) Các bước để thao tác CAE đối với một kỹ sư thiết kế
    1. Thu thập thông tin : Thu thập các thông tin liên quan đến điều kiện thiết kế như Cường độ, không gian, Cơ năng v.v..
    2. Xử lý thông tin: Xử lý ,sàng lọc các thông tin , điều kiện ràng liên quan đến sản phẩm thiết kế để tìm ra hướng giải pháp và mục tiêu thiết kế.
    3. Đưa ra ý tưởng: Đưa ra ý tưởng gần với cấu tạo của sản phẩm nhất. Trong trường hợp này thì chưa cần đến bước vào thao tác CAD vội, bạn chỉ cần vẽ khái quát ý tưởng trên giấy. Nếu bế tắc thì nên tìm chuyện gì vui vẻ để relax, gặp người yêu , đi tắm , uống cafe,đi hút thuốc chẳng hạn , những ý tưởng bất ngờ tốt nhất lại thường xuất phát từ những lúc ta thoải mái trong đầu óc nhất.
    4. Chỉnh lý ý tưởng , dự đoán hiện tượng xảy ra trong quá trình phân tích để đi đến quyết định nội dung phân tích: Bạn tự lập một bảng phân tích và cho điểm về các yếu tố cấu thành sản phẩm thiết kế trong các ý tưởng của bạn như Tính năng, phẩm chất, giá thành, tính sản xuất v..v . Sau đó lọc ra ý tưởng nào điểm cao nhất thì xử lý trước , cái nào điểm ít hơn thì xử lý sau. Từ đó bạn có thể dự đoán tìm ra các khuyết điểm của sản phẩm dự định thiết kế.
    5. Dùng CAD để design sản phẫm theo ý của bạn hay của khách hàng.
    6. Bắt đầu bước vào CAE. Có 3 bước :
    * Pre-processing – Dùng preprocessor để soạn những thông số cần thiết để giải tích, định nghĩa các phần tử hữu hạn trong model và các thông số vùng biên, các thông số hoàn cảnh (enviromental factor) v.v..
    * Analysis solver – Thựic hành solver để simulation
    * Phân tích hình ảnh hoặc các trị số do kết quả đưa ra từ Post-processing

    3) Thủ pháp giải tích CAE
    Có 3 thủ pháp giải tích CAE là
    1) Hửu hạn yếu tố pháp (Finite Element Method, FEM)
    2) Hữu hạn sa phân pháp ( Finite difference method; FDM)
    3) Biên giới yếu tố pháp. (Boundary element method; BEM)

    4) Các lãnh vực ứng dụng CAE và các phần mềm CAE chuyên dụng


    Các lãnh vực ứng dụng của CAE là Cơ khí công học, Điện cơ, Điện tử, Kiến trúc, Công chánh, Hóa học. Tùy theo mỗi ngành mà ứng dụng của CAE và phần mềm chuyên dụng khác nhau .Dưới đây là tên các phần mềm CAE chuyên dụng để giải tích cho từng ngành
    (Phần trong ngoặc là tên các phần mềm, các bạn cần tham khảo).




    Cấu tạo giải tích ( Giải tích kết cấu) ..... ( MSC.Nastran、ANSYS、ABAQUS、Amps、Mpact、CATIA Analysis, MSC.SIMDESIGNER, NX, ADVC)
    Giải tích ứng lực ..... (MSC.SIMDESIGNER,MSC.Fatigue、ANSYS, CATIA Analysis, Amps,Abaqus)
    Giải tích dao động, chấn động ..... (Abaqus, ANSYS、MSC.Nastran、CATIA Analysis, NX)
    GIải tíhc âm hưởng ..... (LMS/VirtualLab.Acustics, Auto-SEA、ANSYS)
    Giải tíhc xung kích , va đập ..... (Pam-Crash、LS-DYNA、ABAQUS, RADIOSS, Amps)
    Giải tích lưu thể .... (FLUENT、STAR-CD、FLOW-3D、FloWizard、STRAEM、PHOENICS、Pam-Flow、DYNAFLOW、ANSYS CFX、NX)
    Giải tích điện từ trường .... (PHOTO-Series、MagNet6、JMAG-Studio、Pam-Cem、ANSYS)
    Giải tích cơ cấu ..... (MSC.ADAMS、LMS Virtual.Lab Motion、LMS DADS、FunctionBay RecurDyn、NX)
    Giải tích về điện áp ..... (ANSYS)


    Đặc biệt trong lãnh vực chế tạo khuôn được ứng dụng rất nhiều.

    Khuôn nhựa (3DTIMON、PLANETS、Moldflow、SimpoeMold)
    Khuôn dập (Pam-Stamp、JSTAMP-Works、Autoform)
    Khuôn đúc (MAGMASOFT、Procast、ConiferCast、JSCAST、ADSTEFAN、CAPCAST、Pam-Cast、AnyCAST)
    Khuôn gỗ tạo hình khuôn cát (ArenaFlow)
    Khuôn rèn (MSC.SuperForge、DEFORM、FORGE3)
     
  2. ME

    ME Active Member

    Joined:
    Jul 31, 2007
    Messages:
    1,436
    Likes Received:
    2
    Tốt lắm QT. Lên xe hoa xong lại siêng viết bài cho diễn đàn hơn nhỉ? QT tranh thủ viết bài cho mục CAD/CAM/CAE nhé.
     
  3. Liễu Ngân Đình

    Liễu Ngân Đình Điều hành viên

    Joined:
    Sep 13, 2007
    Messages:
    1,716
    Likes Received:
    1
    QT viết tiếp đi, bài viết rất hay đấy.
     
  4. ngô văn hiến

    ngô văn hiến New Member

    Joined:
    Oct 26, 2007
    Messages:
    386
    Likes Received:
    0
    Thấy hay hay dần rồi ;D có lẽ phải học CAE gấp !
    Cám ơn !
     
  5. bvtbkctm

    bvtbkctm New Member

    Joined:
    Jun 9, 2008
    Messages:
    4
    Likes Received:
    0
    Thuật ngữ CAE nói chung thì hầu hết các kỹ sư lĩnh vực cơ khí đều có thể có một cái nhìn cơ bản. Vấn đề đặt ra là khai thác sử dụng nó trên thực tế.
    Bác QT có kinh nghiệm sử dụng phần mềm để khai thác có thể Share lên diễn đàn cho mọi người được học hỏi với.
    Em cũng rất quan tâm lĩnh vực này nhưng chưa biết bắt đầu từ chỗ nào.
    Mong được các bác chỉ giáo.
     
  6. M_Four

    M_Four New Member

    Joined:
    Sep 6, 2007
    Messages:
    29
    Likes Received:
    0
    bạn QT có cách chi cài đc MSC xin chỉ giáo cho anh em trong nhà đc biết
     
  7. typhu

    typhu New Member

    Joined:
    May 24, 2008
    Messages:
    1
    Likes Received:
    0
    Bài viết rất hay. Cám ơn bác QT
     
  8. hoangdh

    hoangdh New Member

    Joined:
    Jul 30, 2008
    Messages:
    141
    Likes Received:
    0
    khi dùng phần mềm CAE có một điều rất nguy hiểm là bạn cứ cho thông số đầu vào thì nó sẽ cho bạn kết quả, kết quả đó đúng hay sai thì do điều kiện đầu vào của bạn có đúng không? Vì thế khi phần mềm cho bạn kết quả bạn phải đủ khả năng đánh giá kết quả phần mềm cho ra là đúng hay sai.
     
  9. DCL

    DCL <b>Hội đồng Cố vấn</b>

    Joined:
    Nov 17, 2007
    Messages:
    1,949
    Likes Received:
    6
    @ Hoangdh,

    Vậy theo bạn thì phần mềm nào không "nguy hiểm"?
     
  10. tuongx

    tuongx New Member

    Joined:
    Apr 3, 2008
    Messages:
    188
    Likes Received:
    0
    đoạn sau thì hay nhưng đoạn đầu hơi cực đoan
     
  11. hoangdh

    hoangdh New Member

    Joined:
    Jul 30, 2008
    Messages:
    141
    Likes Received:
    0
    Mình chỉ muốn lưu ý những ai mới làm quen với CAE về tính 2 mặt của nó thôi, CAE rất tốt nhưng bạn cũng phải có kiến thức để đánh giá kết quả nó đưa ra có hợp lý hay không thôi. Không các bạn mới làm quen với CAE lại cứ nghĩ phần mềm CAE là cái gì đó toàn năng, bạn cứ nhập thông số đầu vào nó sẽ cho bạn kết quả chính xác. Có thể là do mình nói chưa được rõ ràng chứ ý mình không phải là dùng phần mềm CAE là nguy hiểm.
     
  12. viethungtsn1

    viethungtsn1 <marquee><b>Rest In Peace</b></marquee>

    Joined:
    Aug 28, 2007
    Messages:
    68
    Likes Received:
    0
    Bài viết tốt quá! Bây h em mới biết! :D
     
  13. phuonghong17385

    phuonghong17385 New Member

    Joined:
    May 12, 2009
    Messages:
    36
    Likes Received:
    0
    bài viết hay. QT tiếp tục post tiếp bài mới để anh em có cái nhìn rõ hơn về CAE
     
  14. bksgboy

    bksgboy New Member

    Joined:
    Aug 1, 2009
    Messages:
    4
    Likes Received:
    0
    Ðề: Khái quát về CAE

    những bài toán phức tạp cần đòi hỏi hệ số an toàn cao thường phải sử dụng 2 phươg thức khác nhau để mô phỏng: ví dụ như ASYS và ABAQUS ........thực sự CAE rất có lợi.nhưng nước ta chưa phát triển!!sao thế nhỉ??
     
  15. zicoviet

    zicoviet New Member

    Joined:
    Jul 4, 2008
    Messages:
    6
    Likes Received:
    0
    Ðề: Khái quát về CAE

    CAE chưa được phát triển tại Việt Nam theo tôi có một số nguyên nhân chủ yếu như sau:
    - Giá cả: Để mua một giải pháp CAE bao gồm trọn bộ Pre-PostProcess và Solver là rất đắt tiền trong điều kiện hấu hết các doanh nghiệp trong nước chưa đủ khả năng tài chính. Tôi biết rằng Việt Nam là một trong những thiên đường của phần mềm lậu. Mọi người đều có thể tiếp cận dễ dàng với các phần mềm nói chung và phần mềm CAE nói riêng. Chính vì vậy nguyên nhân thứ 2 đó là.
    - Nhu cầu ứng dụng và ý thức trong sản xuất và phân phối sản phẩm: Tôi để ý rằng trong các tập đoàn sản xuất lớn. Họ đều có cho mình mộ trung tâm thiết kế riêng. Quy mô sản xuất là rất lớn và vòng đời của một sản phẩm, chi tiết ngày càng được rút ngắn. Cạnh tranh ngày càng khốc liệt, đòi hỏi mỗi sản phẩm sản xuất ra đều phải không những đảm bảo chất lượng mà còn cần tối ưu hóa về kết cấu cũng như tiết kiệm nguyên vật liệu cho quá trình sản xuất hàng loạt. Chính vì vậy, mỗi sản phẩm sau quá trình thiết kế CAD đều được các công ty chuyển qua CAE để phân tích và tối ưu hóa. Chỉ khi quá trình CAE cho ra được kết quả hợp lý, họ mới tiếp tục tiến hành sản xuất. Các doanh nghiệp trong nước thì chúng ra đều biết, quy mô sản xuất đa phần nhỏ lẻ, tính chuyên nghiệp chưa cao. Ý thức phân phối một sản phẩm chất lượng, tối ưu hóa để mang tới lợi ích tốt nhất cho người sử dụng và bản thân mình vẫn chưa định hình trong suy nghĩ các nhà sản xuất,...Làm bừa, làm ẩu đã từ lầu ăn sâu vào đại bộ phận.
    - Khả năng nắm bắt: So với CAD và CAM, CAE cover một lượng kiến thức rộng và chuyên sâu hơn. Muốn trở thành một chuyên gia CAE, không những chỉ là kỹ năng sử dụng phần mềm, mà còn phải nắm bắt và hiểu được bản chất lý thuyết các hiện tượng (vật lý, cơ học, nhiệt,...), cơ bản về phương pháp phần tử hữu hạn, đặc trưng mô hình vật liệu, và rất quan trọng đó là việc lựa chọn các giải pháp tính toán thích hợp. Do vậy nếu không tự trang bị một lượng kiến thức cơ bản, chúng ta có thể sử dụng được phần mềm CAE nhưng chúng ta cũng sẽ hiểu mơ hồ về nó và không đánh giá nó một cách chính xác.
    Một kỹ sư có thể hào hứng với CAD và CAM, nhưng cũng rất có thể bị nản và oải khi làm việc với CAE. Với những người mới tiếp cận, đôi lúc họ cần phải dừng công việc lại và nghiên cứu những kiến thức bổ trợ khác để hiểu và giải quyết các vấn đề. Nhưng khi giải quyết trọng vẹn vấn đề đó, tôi chắc tất cả sẽ cảm thấy rất hào hứng với kết quả của mình, đánh giá nó và có thêm năng lượng tiếp tục nghiên cứu. Khi hoàn thiện kỹ năng và kinh nghiệm, mọi vấn đề khác sẽ đơn giản hơn.
    Tôi tin rằng theo xu hướng tất yếu, CAE sẽ có một vị trí và tương lai sáng trong khoảng 5 đên 10 năm tới. Và lĩnh vực mới mẻ thì bao giờ mà chẳng có nhiều khó khăn. Cái gì cũng phải đi từng bước một. Vậy nên theo tôi, mỗi người cố gắng kiên trì chuẩn bị kiến thức và kỹ năng ngay từ lúc này là giải pháp tốt nhất.
    Chúc tất cả thành công!
     
  16. cotin

    cotin New Member

    Joined:
    Jul 28, 2010
    Messages:
    4
    Likes Received:
    0
    Ðề: Khái quát về CAE

    Nói hay đó, nhưng để làm không đơn giản đâu, tôi đang làm việc cho 1 công ty Pháp chuyên về CAE, tội nhận ra nhưng cái mình đã học quá lỗi thời, không thực dụng, sai phương pháp...
    Hiện tôi đàng dùng ANSYS, ABAQUS, MSC.Nastran,Patran, ANSA, Hypermesh, RADIOSS..bạn nào có thắc mắc gì có thể liên hệ email:tritmete@yahoo.com
    rất mong liên hệ với những bạn học tính toán (CƠ TIN KỸ THUẬT)
     
  17. Cadman

    Cadman Member

    Joined:
    May 15, 2009
    Messages:
    557
    Likes Received:
    4
    Ðề: Khái quát về CAE

    Xin hỏi cotin bạn dùng tất cả những phần mềm đó để làm những công việc cụ thể gì vậy.Đối với những người còn đang học hỏi và tìm hiểu phần mềm như tụi mình rất mong muốn được giao lưu với bạn.
     
  18. Hiro

    Hiro PHAN CHÂU TUẤN

    Joined:
    Oct 8, 2009
    Messages:
    486
    Likes Received:
    0
    Ðề: Khái quát về CAE

    Bạn cotin có thể giúp đỡ các bạn sinh viên đang nghiên cứu vượt qua những lỗi thời , sai phương pháp với những bài viết giá trị về ứng dụng những phần mềm CAE vào bài toán kỹ thuật không ??? Rất cảm ơn sự chia sẻ của bạn .
     
  19. tdh3587

    tdh3587 New Member

    Joined:
    Jun 23, 2010
    Messages:
    43
    Likes Received:
    0
    Ðề: Khái quát về CAE

    Chào tất cả mọi người!
    Công việc hiện tại của mình cũng liên quan đến CAE. Và qua những dự án đã làm được thì mình xin có lời khuyên chân thành đến tất cả những bạn sinh viên thực sự quan tâm,đam mê CAE là chúng ta cần phải nắm thật chắc các kiến thức về cơ lý thuyết, cơ kết cấu, cơ ứng dụng, cơ lưu chất, sức bền, phần tử hữu hạn và toán vi phân, tích phân.
    Sau này nếu các bạn sinh viên đi làm công việc liên quan đến CAE, chắc chắn các bạn sẽ gặp phải nhiều bài toán kỹ thuật mới mẻ ví dụ như tương tác đa trường vật lý chắc chắn rằng để hiểu được nó thì các bạn cần phải đọc lý thuyết về nó với đầy rẫy những phương trình vi phân, tích phân....chứ không có tài liệu nào nói cụ thể về cách giải quyết nó đối với 1 phần mềm.
    Trên đây là một vài lời khuyên và nhận thức còn hạn chế về CAE. Rất mong được học hỏi từ tất cả mọi người!
     
  20. cotin

    cotin New Member

    Joined:
    Jul 28, 2010
    Messages:
    4
    Likes Received:
    0
    Ðề: Khái quát về CAE

    Mổi phần mềm để giải mổi bài toán cụ thể khác nhau, mặt khác cũng là vì theo yêu cầu khách hàng họ dùng phần mềm nào thì mình dùng phần mềm đó...
    Nếu đã học cơ tính toán thì phải biết lưới(meshing), và phải biết chia lưới, lưới có những tiêu chuẩn cực khó, không phải cứ dùng 1 phần mềm nào đó chẳng hạn ANSYS để chia lưới thì có thề bỏ vào chạy được mà phải cần một phần mềm chuyên về xử lí lưới (ANSA của NASA hay hypermesh của Altair) là 2 phần mềm cực mạnh về pre-processing..
    Nếu bạn nào đang học hoặc đang tìm hiểu CAE thì phải biết 1 trong 2 phần mềm đó rối mới tính đến việc sử dụng những phần mềm chuyên tính toán như Nastran, RADIOSS, Abaqus hay ANSYS...và để sử dụng hết những công cụ đó 1 cách đúng đắn cần 1 thời gian tìm hiểu không ngừng cũng như những kinh nghiệm làm việc thực tế thì mới có thể làm việc về CAE đúng nghĩa...Và điều quan trọng nhất là muốn đi theo con đường CAE cần phải có 1 bậc thầy, 1 chuyên gia chỉ đường chứ không thể tự tìm hiểu có thể làm được hết..và ở Việt Nam những chuyên gia đó không nhiều chỉ trừ những người đang làm việc trực tiếp với những chuyên gia nước ngoài để học hỏi kinh nghiệm trực tiếp từ họ.
     

Share This Page