[4CHaUI] Các kiến thức liên quan đến CAE

[Dương Trần]

CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN ĐẾN CAE - P2

Xin chào các bạn, hôm nay mình tiếp tục giới thiệu đến các bạn những kiến thức về CAE.

CAE (Computer Aided Engineering) được áp dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp và ở hầu hết các sản phẩm mà chúng ta sử dụng hằng ngày. Một số mảng kỹ thuật có sự góp mặt của CAE là:

1. Phân tích kết cấu (Structural analysis)
- Là việc xác định ảnh hưởng của tải trọng (ngoại lực) lên kết cấu vật lý và các thành phần của chúng. Các kết cấu tuân theo kiểu phân tích này bao gồm tất cả những gì phải chịu tải trọng. Ví dụ: khung các công trình như nhà, cầu,... khung máy bay, ô tô, vỏ máy... Sức bền vật liệu hay chi tiết máy là những môn học giúp chúng ta phân tích kết cấu. Với sự hỗ trợ của máy tính, việc tính toán độ bền công trình hay kết cấu đã được cải thiện hiệu quả đáng kể. 

-  Kết quả của quá trình phân tích kết cấu với CAE chính là thông số về ứng suất, biến dạng hay chuyển vị của kết cấu. Từ những kết quả trên, các kỹ sư sẽ có những cơ sở để đánh giá kết cấu được thiết kế có đảm bảo điều kiện làm việc hay không. Nếu không thì cần tăng cường ở đâu. 

- Phân tích kết cấu với máy tính được áp dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, thiết kế và chế tạo máy, sản phẩm. Những kiểu phân tích thường được áp dụng với phân tích kết gồm có: 

• Tuyến tính, phi tuyến tĩnh (Linear / Non-linear Static)
  
• Phân tích mỏi (Fatigue)
  
• Dao động (Vibration)
  
• Tuyến tính / Phi tuyến động (Linear / Non-linear Dynamics)
  

Hình 1: Kết quả phân tích chuyển vị của cầu.

2. Tính toán động lực học chất lưu (Computational fluid dynamics - CFD)
- CFD là một nhánh thuộc cơ học chất lưu mà sử dụng phương pháp số và cấu trúc dữ liệu để phân tích và giải các bài toán về dòng chảy (bao gồm cả khí và chất lỏng).

- Các máy tính được dùng để thực hiện việc tính toán, sau đó mô phỏng quá trình chảy của dòng chất lỏng và sự tương tác (nếu có giữa chúng) với các bề mặt được xác định bởi điều kiện biên (boundary condition).

- CFD áp dụng rộng rãi vào các vấn đề kỹ thuật, nghiên cứu trong nhiều mảng học tập và công nghiệp. Ví dụ: Phân tích khí động học, hàng không vũ trụ, mô phỏng thời tiết, động cơ đốt,...

(Video mô phỏng tốc độ dòng chảy với Solidworks)

3. Tối ưu hóa (Optimization)
- Là các bài toán liên quan đến tối ưu hóa thiết kế kết cấu, sản phẩm. 

(Video minh họa về tối ưu thiết kế chi tiết gá)

4. Động lực học đa vật (Multi-Body Dynamics - MBD)
- Nghiên cứu về MBD là phân tích chuyển động các hệ cơ cấu dưới tác động của lực.

(Video mô phỏng xu hướng chuyển động của đai trong quá trình động cơ hoạt động)

Cảm ơn các bạn đã theo dõi.