معرفی نرم افزار های فنی و مهندسی

مهندسان در طول زمان برای کشف رابطه‌ای منطقی بین پارامترهای دخیل در یک پدیده‌ی فیزیکی با معادلات حاکم بر آن ها دست به گریبان بودند. از آنجا که روش‌های تحلیلی فاقد جامعیت برای حل همه‌ی مسائل می‌باشند روش های عددی بعنوان راه گشاترین روش شناخته شدند؛ اما حجم و زمان حل محاسبات استفاده از آنها را مشکل ساخته و نیاز به یک ماشین حساب قدرتمند به شدت حس میشد.

پس از ظهور رایانه، اولین قدم ها برای تولید محصولی که بتوان بطور جامع مسائل فیزیکی اعم از محاسبات سیالاتی، انتقال حرارت، الکترو مغناطیس و…. را حل کند در سال ۱۹۷۰ برداشته شد و اولین نرم افزار محاسباتی با نام انسیس (ANSYS) ارائه شد.

ظهور این دسته از نرم افزار ها که با نام عمومی Computer Aided Engineering) CAE) شناخته می شدند، امر آنالیز قطعه طراحی شده پیش از آنکه به مرحله ساخت برسند را تسهیل میکرد. به طور کلی نرم افزار های CAE این توانایی را به طراح می دهد که مدل طراحی شده را در شرایط کاری واقعی پیش از ساخته شدن قرار دهد و رفتار ناشی از آن را بررسی کند. یکی از بهترین و مهم ترین روش هایی که این نرم افزار ها از آن بهره میجویند FEA یا تحلیل اجزای محدود می‌باشد. از این روش می‌توان برای محاسبه تنش، تغییر شکل، انتقال حرارت، جریان سیال و… استفاده نمود.

از جمله نرم افزار های موجود در بازار نیز می توان ANSYS در زمینه تحلیل استاتیکی و دینامیکی، ABAQUS در زمینه تحلیل استاتیکی و دینامیکی، ADAMS در زمینه تحلیل سینماتیکی و FLUENT را در زمینه تحلیل جریان سیال و انتقال حرارت (CFD) نام برد.

اما همچنان مشکل حل نشده بود. زیرا هر نرم افزار تحلیلی نیازمند یک مدلسازی خوب جهت شناساندن هندسه‌ای درست از مسئله پیش رو است. در همین حین در سال ۱۹۷۷ شرکت هواپیمایی dassult فرانسه برای اولین بار اقدام به استفاده از یک نرم افزار مدلسازی با نام CATTI برای توسعه هواپیماهای میراژ همین شرکت نمود و این شروعی برای نرم افزار های CAD یا Computer Aided Design بود. این عنوان نماینده‌ی آن دسته از نرم افزار های مهندسی می باشد که توانایی رسم هندسه ای از جسم، اعم از ساده و پیچیده را داراست و کاربر می تواند هر آنچه که می خواهد را در آن بوجود آورد.

از جمله نرم افزار های CAD می‌توان به Solidworks ،Catia ،Simens nx ،Inventor ،Solid edge اشاره نمود.

آیا مشکل به کلی به اتمام رسیده است؟

در گام اول هندسه ای خوب تبیین گشت و در قدم بعدی رفتار آن بطور دقیق بر اساس شرایط کاری بررسی شد. ولی هنوز ورود یک جسم با هندسه ای پیچیده به دنیای واقعی با روش های ساخت قدیمی امکان پذیر نبود.

این بار نیز رایانه با روش های عددی اش به کمک صنعت گران شتافت و نرم افزار های CAM یا Computer Aided Manufacturing مسیر حرکت ابزار تراش را جهت تولید و ساخت یک جسم (خواه ساده و خواه پیچیده) میسر نمود. هر برنامه‌ی CAM روش ساخت قطعه را توسط ماشین مورد بررسی قرار می‌دهد و با کد های ساخت (G – code )، به دستگاه می‌فهماند که چه استراتژی‌ها و چه مسیرهایی را باید برای تولید استفاده کند. که بطور خلاصه شامل خشن کاری، پرداخت کاری و فینیشینگ می باشد.

از جمله نرم افزار های CAM نیز می توان عنوان های Edgecam ، Mastercam ، Powermill ، Solidcam ، Sprut cam را نام برد.