วชา 435301การวเคราะหเชงวศวกรรมโดย

ใชคอมพวเตอรชวย CAE

(Computer Aided Engineering)

CAE

C ComputerA AidedE Engineering

การวเคราะหเชงวศวกรรมโดยใชคอมพวเตอรชวย

วศวกรรม (Engineering) การนำาความรทางคณตศาสตรและวทยาศาสตรธรรมชาตมาประยกตใช

วศวกร (Engineer) ผประกอบวชาชพงานวศวกรรม

CAEแผนการสอนรายคาบ

วชา 435301 การวเคราะหเชงวศวกรรมโดยใชคอมพวเตอรชวย (Computer Aided Engineering) ภาคท 1 /2552

สาขาวชา : วศวกรรมเครองกล หองบรรยาย : หอง B1211 (Week1 – Week4) และ หองปฏบตการ

CAD/CAM III f6 วนพฤหสบด : เวลา 1400 – 1500. น.วนศกร : เวลา 12.00 – 15.00 น.

อาจารยผสอน : อ.ธทต ดลวชยตำาราทใช : เอกสารประกอบการเรยน มให Download ทเวบไซสสาขา

วชา วธการสอน : บรรยายในหองเรยน ใชคอมพวเตอรชวยออกแบบ ทดสอบ

วเคราะหใน ชนเรยน

CAE

รายละเอยดรายวชาการศกษาหลกการวเคราะหทางวศวกรรมโดยใชคอมพวเตอรชวย มาใชในงานดานวศวกรรมการผลต เชน การวเคราะหโดยใชวธไฟไนทเอลเมนตสำาหรบวเคราะหตนแบบในเรองอทธพลรปทรงและประเภทวสดตอคาทางวศวกรรมโครงสราง เชน Stress, Deformation, การถายเทความรอน การใช Kinematics programs วเคราะหลกษณะการเคลอนไหวของกลไกตางๆ ของชนงานเพอใหไดแบบชนงานทถกตองกอนลงมอสรางจรง การใช Dynamics Programs วเคราะหหาแรงระยะการเคลอนท ระบบกลไกทซบซอน และครอบคลมหลกการประยกตใช CAE ตอกรรมวธการผลต

CAE

การวเคราะหโดยใชวธไฟไนทเอลเมนตสำาหรบวเคราะหตนแบบในเรองอทธพลรปทรงและประเภทวสดตอคาทางวศวกรรมโครงสราง

การใช Kinematics programs วเคราะหลกษณะการเคลอนไหวของกลไกตางๆ ของชนงานเพอใหไดแบบชนงานทถกตองกอนลงมอสรางจรง

การใช Dynamics Programs วเคราะหหาแรงระยะการเคลอนท ระบบกลไกทซบซอน และครอบคลมหลกการประยกตใช CAE ตอกรรมวธการผลต

CAE

วชาบงคบกอน : 103202 ระเบยบวธคำานวณเชงตวเลขสำาหรบคอมพวเตอร 423101 การโปรแกรมคอมพวเตอร

CAE

CAE

CAE การวเคราะหโดยใชวธไฟไนทเอลเมนตสำาหรบวเคราะหตนแบบใน

เรองอทธพลรปทรงและประเภทวสดตอคาทางวศวกรรมโครงสราง CosmosWork Visual Nastran MSC MARC

การใช Kinematics programs วเคราะหลกษณะการเคลอนไหวของกลไกตางๆ ของชนงานเพอใหไดแบบชนงานทถกตองกอนลงมอสรางจรง Visual Nastran Working Model

การใช Dynamics Programs วเคราะหหาแรงระยะการเคลอนท ระบบกลไกทซบซอน และครอบคลมหลกการประยกตใช CAE ตอกรรมวธการผลต CosmosWork Visual Nastran MSC MARC Working Model

คำาจำากดความCAD Computer Aided Design การใชคอมพวเตอรชวยออกแบบ

CADD Computer Aided Design and Drafting คอการใช คอมพวเตอรชวยออกแบบและ เขยนแบบ

ตวอยางรายชอซอฟทแวร CAD ทมใหเลอกใชในวงการตาง ๆ ดงตอไปน

วงการสถาปตยกรรม AutoDesk Architectural Desktop, Microstation J , Arris ฯลฯ

วงการโยธา AutoDesk Land Survey , MX ฯลฯ วงการกอสรางโรงงาน AutoPLANT Piping , Xsteel , CADWorx ฯลฯ

วงการเครองจกรกล CATIA, I-Deas, Inventor, Pro/Engineer , SolidEdge , SolidWorks , Unigraphics ฯลฯ

วงการอญมณ JewelCAD ฯลฯ

คำาจำากดความCAM Computer Aided Manufacturing การใชคอมพวเตอรชวยใน

การผลต ซงจะใชซอฟทแวรเพอควบคมเครองจกร ใหสามารถสราง ชนงานไดตามทไดออกแบบไวแลว ระบบการใชคอมพวเตอรชวยในการผลตน มองคประกอบหลก ๆ คอ

1. เครองจกรซเอนซ(CNC:Computer Numerical Controlled) คอ เครองจกรท ใชสำาหรบกด กอนวตถดบ(โลหะ, ไม ,พลาสตกสงเคราะห) ใหไดรปราง ตามแบบชน

งานทไดออกแบบไวแลว2. ซอฟทแวรสำาหรบงาน CAM ซงมมากมายหลายยหอใหเลอกใช ซงควรมคณสมบตดงน

> รบขอมล 3 มตจากซอฟทแวร CAD ไดในรปแบบมาตรฐาน (IGES, STEP, STL)

> เลอก Tool หรอ หวกดชนงาน ตามขนาดทตองการ กำาหนด การกดงาน ดวยรปแบบตาง ๆ ไดแก การกดหยาบ , กดละเอยด (CAM)

> ทดสอบการกดชนงาน บนจอภาพเพอตรวจสอบกอนการกดงานจรง(สวนนซอฟทแวรบางตวอาจยงไมมใหใชงาน)

> สราง G code ซงเปนรหสเพอบอกใหเครองจกรทำางานตามขนตอนท กำาหนดไวไดถกตอง ซงซอฟทแวร CAM นนจะตองสราง G code ใหมรปแบบตรง

กบ รปแบบทเครองจกรรนนน ๆ รจก

ตวอยางรายชอซอฟทแวร CAM MasterCAM, Delcam, Esprit, EdgeCAM, Gibbscam, Solidcam ,CATIA, I-Deas, Pro/Engineer , Unigraphics

CNC Programming using CAD/CAM

คำาจำากดความCAE Computer Aided Engineering ซงแปลตามศพทไดความวา การ

ใชคอมพวเตอรชวยในงานวศวกรรม ซงหมายถง การบอกถงความสามารถ ของสงทออกแบบ วาสามารถทำางานไดตามทอยากใหเปนหรอไม ซงสงท

เปนตวบงชกคอ1. ผลลพธจากการทดสอบจรง ไดแก การนำาตนแบบมาทดสอบ จรง เชน การทดสอบการชนของรถ หรอ การทดสอบความแขง

ดวยการอดแรง ฯลฯ2. ผลลพธจากการคำานวน ดวย สมการทางคณตศาสตร ซง

สามารถหา ผลลพธจาก สถานการณทสมมต ขน ซงการคำานวน แบบนจะใชเวลามาก กวาจะไดผลลพธ จงทำาใหวศวกรคดนำา

คอมพวเตอรและซอฟทแวรประเภท CAE มาชวยคำานวนหา ผลลพธ ซงจะทำาใหคำานวนไดเรวกวามาก และมความถกตองสง ซอฟทแวร CAE ทจำาหนายอยในปจจบน

มหลายประเภท ขนอยกบจดประสงคของ การนำาไปใช และตวอยางชอซอฟทแวร

ไดแก

Background

กอนจะมาเปน CAE CAD (Computer Aided Design) คอ การใช

คอมพวเตอรชวยในการออกแบบ บางครงจะมคำาวา CADD (Computer Aided Design and Drafting) คอการใชคอมพวเตอรชวยออกแบบและเขยนแบบ

CAM (Computer Aided Manufacturing)

ทำาไมตองม CAD

ในเรองทเกยวของกบงานวศวกรรม พฒนาแบบจำาลองชนสวนจากแบบทไดรบ ประเมนการแกไขขอมล CAD ของชนสวนทออกแบบบน

ระบบ CAD เพอใหยอมรบไดในการผลต เปลยนแปลงชนสวนทออกแบบเพอใหสามารถผลตได พฒนาแบบจำาลองของชนสวนทแตกตางกนออกไป

สำาหรบขนตอนทแตกตางกนในกระบวนการผลตทซบซอน ออกแบบอปกรณจบยด โพรงแบบ (Model cavity) ฐาน

แมพมพ (Model base) หรอ เครองมออนๆ

ทำาไมตองม CAD

เพมผลผลต เพมคณภาพใหกบงาน ลดปญหาเกยวกบขอมลผดพลาด สรางฐานขอมลสำาหรบงานอตสาหกรรม

การประยกตใชคอมพวเตอรชวยในการออกแบบ

ประโยชนของ CAD

คาใชจายลดลงลดเวลางายตอการดดแปลงแบบมมาตรฐานลดความผดพลาด งายตอการทำาความเขาใจ

CAD/CAM/CAE

CAD = Computer Aided Design

CAM = Computer Aided Manufacturing

CAE = Computer Aided Engineer

ตวอยางการวเคราะหงานตวอยางการวเคราะหงานออกแบบออกแบบ

ขอดของ CAD

ความรวดเรวและความเทยงตรงความยดหยนลดความขดแยงของแบบการเปลยนแปลงแบบการรวบรวมจำานวนความสามารถในการสรางสรรคการจดการขอมล, การทำาเปนมาตรฐาน และนำา

มาใชใหม

ลำาดบขนการพฒนา CAD

การวจย Graphic system การกำาเนดข อง Interactive graphic

ประยกตใชเปน Computer Aided Design การแพรหลายของ Computer Graphic

การกำาเนดของ CAD ใชรวมกบ CAM การกำาเนด CAD/CAM การกำาเนดแนวคด

CAE,CIM, FA

ตวอยางการนำาระบบ CADไปใชในงานอตสาหกรรม แผงวงจร เครองจกร

โครงสรางเครองจกร แมพมพ

เครองบน รถยนต การกอสรางและงานโยธา

ขนตอนการออกแบบแผงวงจร

การออกแบบโครงสรางเครองจกร

การเกบขอมลรปราง (การทำาแมพมพ)

ขนตอนการทำาแมพมพ

ขนตอนการทำาแมพมพ

ขนตอนการทำาแมพมพ

การออกแบบเครองบน

การออกแบบเครองบน

การออกแบบรถยนต

การออกแบบรถยนต

การออกแบบรถยนต

การออกแบบรถยนต