Virtuální modelování a CAE analýzy zrychlují vývoj a šetří náklady

Rychlejší vývoj, méně prototypů, nižší náklady – to vše dnes automobilkám umožňují CAE analýzy (Computer-Aided Engineering). Virtuální modelování přináší přesné simulace chování vozidel a jejich dílů ještě před výrobou. Umožňuje odhalit slabá místa konstrukce, optimalizovat návrhy a urychlit celý vývojový proces. AUREL má v oboru CAE analýz přes 30 let zkušeností a patřil mezi průkopníky této metody v Česku. 

Virtuální testování místo fyzických prototypů

Základem CAE simulací je vytvoření virtuálního modelu vycházejícího z reálné geometrie vozidla. K jednotlivým dílům se přiřadí materiálové vlastnosti a poté se simuluje jejich chování v různých podmínkách – od běžného provozu až po crash testy. Na rozdíl od fyzických zkoušek se při těch virtuálních nic nezničí, model lze opakovaně rozebírat až do detailu a cokoliv upravovat. Inženýři a technici tak získají detailní přehled o chování konstrukce i v místech, do kterých se snímače při reálném testu nedostanou. 

Typy simulací

Díky výkonným výpočetním nástrojům lze simulovat chování součástí i celých systémů v různých provozních podmínkách. Moderní virtuální modelování zahrnuje řadu výpočetních metod:

• Strukturální simulace (FEM) – ukazují, jak se konstrukce chová při zatíženích, jako jsou nárazy, vibrace nebo teplotní změny. Pomáhají odhalit slabá místa, zvýšit odolnost a snížit náklady na vývoj i testování.
• Multi-body simulace (MBS) – modelují dynamické chování soustav propojených a pohybujících se těles. Uplatňují se zejména při simulacích motorů, převodovek, podvozků vozidel, ale i u robotických ramen či výrobních linek.
• CFD simulace – detailně analyzují proudění tekutin a přenos tepla. AUREL tyto výpočty využívá k řešení složitých úloh, kde se propojuje proudění, teplo a mechanické namáhání. Typickými aplikacemi jsou analýza proudění kapalin v mazacích kanálech a potrubních systémech, chlazení brzd ve vozidlech nebo návrh turbostrojů, například větrných turbín.
• Multifyzikální simulace – kombinují více fyzikálních oblastí, jako jsou mechanika, přenos tepla, proudění tekutin, elektromagnetismus či logika řízení. Umožňují realisticky popsat chování systémů, v nichž se tyto jevy vzájemně ovlivňují.

Rychlost, jistota a efektivita ve vývoji

A právě díky virtuálnímu testování inženýři odhalí problémy ještě dříve, než vzniknou. Vidí slabá místa, optimalizují návrhy a minimalizují rizika ještě před výrobou. Většinu problémů tak vyřeší ještě před fyzickým testem – ten už je pak jen potvrzením. Pomocí topologické optimalizace mohou například snižovat hmotnost dílů, zlepšovat tuhost nebo efektivněji rozložit materiál. 

CAE analýzy tak výrazně zrychlují vývoj, omezují počet fyzických prototypů a přináší lepší výsledky při nižších nákladech. Klíčová je kvalita materiálových modelů – jejich měření a kalibrace patří k hlavním silným stránkám týmu AUREL, který má přes dvacet specialistů na výpočty a provádí je napříč světovými automobilkami. „Platí zde jednoduché pravidlo: výsledky analýz jsou tak dobré, jak dobré jsou vaše materiálové modely. A právě v tom jsme silní – i proto se k nám zákazníci opakovaně vracejí,“ popisuje Miloš Müller, vedoucí CAE analýz. 

Budoucnost CAE: rychlejší díky strojovému učení a AI 

Simulace dnes stále častěji využívají umělou inteligenci, která díky strojovému učení a neuronovým sítím dokáže výrazně zrychlit výpočet i vyhodnocení výsledků. „Oblast strojového učení a umělé inteligence se rozvíjí nebývalým tempem a v simulacích přináší stále nové možnosti využití. Kdo zaspí, ztratí krok a během několika let bude mít jen malou šanci v tomto oboru uspět,“ upozorňuje Müller.

Síla 30 let zkušeností

Virtuální modelování je klíčem k efektivnímu, bezpečnému a udržitelnému vývoji vozidel. AUREL využívá CAE simulace nejen v automotive, ale i v dalších odvětvích – například v aerospace nebo při teplotních analýzách pro různé průmyslové aplikace. Díky hlubokým teoretickým znalostem dokáže řešit i nestandardní problémy svých zákazníků, kde úspěchem byla již pouhá formulace problému. Poradí si i s nestandardními výpočty, na které neexistují běžné postupy a do kterých se jiné firmy často nepouštějí. Navíc je umí vysvětlit „lidskou řečí“. I to je důvod, proč AUREL patří mezi významné hráče v tomto oboru v rámci ČR.

Hledáte jistotu ve vývoji? S virtuálním modelováním od našich expertů odhalíte problémy dříve, než nastanou – a získáte náskok, který rozhoduje.