วิชา 435301 การวิเคราะห์เชิงวิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย CAE (Computer Aided Engineering)

1. วิชา 435301 การวิเคราะห์เชิงวิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย CAE (Computer Aided Engineering)

2. CAE • C  Computer • A  Aided • E  Engineering การวิเคราะห์เชิงวิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย • วิศวกรรม(Engineering) การนำความรู้ทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติมาประยุกต์ใช้ • วิศวกร(Engineer) ผู้ประกอบวิชาชีพงานวิศวกรรม

3. CAE แผนการสอนรายคาบ วิชา 435301 การวิเคราะห์เชิงวิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (Computer Aided Engineering) ภาคที่ 1/2552 สาขาวิชา : วิศวกรรมเครื่องกล ห้องบรรยาย : ห้อง B1211 (Week1 – Week4) และ ห้องปฏิบัติการ CAD/CAM III f6 วันพฤหัสบดี : เวลา 14.00 – 15.00 น. วันศุกร์ : เวลา 12.00 –15.00 น. อาจารย์ผู้สอน : อ.ธีทัต ดลวิชัย ตำราที่ใช้ : เอกสารประกอบการเรียน มีให้ Download ที่เวบไซส์สาขาวิชา วิธีการสอน : บรรยายในห้องเรียน ใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ ทดสอบวิเคราะห์ใน ชั้นเรียน

4. CAE รายละเอียดรายวิชา การศึกษาหลักการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย มาใช้ในงานด้านวิศวกรรมการผลิต เช่น การวิเคราะห์โดยใช้วิธีไฟไนท์เอลิเมนต์สำหรับวิเคราะห์ต้นแบบในเรื่องอิทธิพลรูปทรงและประเภทวัสดุต่อค่าทางวิศวกรรมโครงสร้าง เช่นStress, Deformation, การถ่ายเทความร้อน การใช้ Kinematics programs วิเคราะห์ลักษณะการเคลื่อนไหวของกลไกต่างๆ ของชิ้นงานเพื่อให้ได้แบบชิ้นงานที่ถูกต้องก่อนลงมือสร้างจริง การใช้ Dynamics Programs วิเคราะห์หาแรงระยะการเคลื่อนที่ ระบบกลไกที่ซับซ้อน และครอบคลุมหลักการประยุกต์ใช้ CAE ต่อกรรมวิธีการผลิต

5. CAE • การวิเคราะห์โดยใช้วิธีไฟไนท์เอลิเมนต์สำหรับวิเคราะห์ต้นแบบในเรื่องอิทธิพลรูปทรงและประเภทวัสดุต่อค่าทางวิศวกรรมโครงสร้าง • การใช้ Kinematics programs วิเคราะห์ลักษณะการเคลื่อนไหวของกลไกต่างๆ ของชิ้นงานเพื่อให้ได้แบบชิ้นงานที่ถูกต้องก่อนลงมือสร้างจริง • การใช้ Dynamics Programs วิเคราะห์หาแรงระยะการเคลื่อนที่ ระบบกลไกที่ซับซ้อน และครอบคลุมหลักการประยุกต์ใช้ CAE ต่อกรรมวิธีการผลิต

6. CAE วิชาบังคับก่อน : 103202 ระเบียบวิธีคำนวณเชิงตัวเลขสำหรับคอมพิวเตอร์ 423101 การโปรแกรมคอมพิวเตอร์

7. CAE

8. CAE

9. CAE • การวิเคราะห์โดยใช้วิธีไฟไนท์เอลิเมนต์สำหรับวิเคราะห์ต้นแบบในเรื่องอิทธิพลรูปทรงและประเภทวัสดุต่อค่าทางวิศวกรรมโครงสร้าง • CosmosWork • Visual Nastran • MSC MARC • การใช้ Kinematics programs วิเคราะห์ลักษณะการเคลื่อนไหวของกลไกต่างๆ ของชิ้นงานเพื่อให้ได้แบบชิ้นงานที่ถูกต้องก่อนลงมือสร้างจริง • Visual Nastran • Working Model • การใช้ Dynamics Programs วิเคราะห์หาแรงระยะการเคลื่อนที่ ระบบกลไกที่ซับซ้อน และครอบคลุมหลักการประยุกต์ใช้ CAE ต่อกรรมวิธีการผลิต • CosmosWork • Visual Nastran • MSC MARC • Working Model

10. CADComputer Aided Design การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ CADD Computer Aided Design and Drafting คือการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบและ เขียนแบบ คำจำกัดความ ตัวอย่างรายชื่อซอฟท์แวร์ CAD ที่มีให้เลือกใช้ในวงการต่าง ๆ ดังต่อไปนี้วงการสถาปัตยกรรม AutoDesk Architectural Desktop, Microstation J , Arris ฯลฯวงการโยธา AutoDesk Land Survey , MX ฯลฯวงการก่อสร้างโรงงาน AutoPLANT Piping , Xsteel , CADWorx ฯลฯวงการเครื่องจักรกล CATIA, I-Deas, Inventor, Pro/Engineer , SolidEdge , SolidWorks , Unigraphics ฯลฯ วงการอัญมณี JewelCAD ฯลฯ

11. CAM Computer Aided Manufacturing การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการผลิต ซึ่งจะใช้ซอฟท์แวร์เพื่อควบคุมเครื่องจักร ให้สามารถสร้าง ชิ้นงานได้ตามที่ได้ออกแบบไว้แล้ว คำจำกัดความ ระบบการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการผลิตนี้ มีองค์ประกอบหลัก ๆ คือ 1. เครื่องจักรซีเอ็นซี(CNC:Computer Numerical Controlled) คือ เครื่องจักรที่ใช้สำหรับกัด ก้อนวัตถุดิบ(โลหะ, ไม้ ,พลาสติกสังเคราะห์) ให้ได้รูปร่าง ตามแบบชิ้นงานที่ได้ออกแบบไว้แล้ว2. ซอฟท์แวร์สำหรับงาน CAM ซึ่งมีมากมายหลายยี่ห้อให้เลือกใช้ ซึ่งควรมีคุณสมบัติดังนี้ >รับข้อมูล 3 มิติจากซอฟท์แวร์ CAD ได้ในรูปแบบมาตรฐาน (IGES, STEP, STL) >เลือก Tool หรือ หัวกัดชิ้นงาน ตามขนาดที่ต้องการ กำหนด การกัดงานด้วยรูปแบบต่าง ๆ ได้แก่ การกัดหยาบ , กัดละเอียด (CAM) >ทดสอบการกัดชิ้นงาน บนจอภาพเพื่อตรวจสอบก่อนการกัดงานจริง (ส่วนนี้ซอฟท์แวร์บางตัวอาจยังไม่มีให้ใช้งาน) > สร้าง G code ซึ่งเป็นรหัสเพื่อบอกให้เครื่องจักรทำงานตามขั้นตอนที่ กำหนดไว้ได้ถูกต้อง ซึ่งซอฟท์แวร์ CAM นั้นจะต้องสร้าง G code ให้มีรูปแบบตรงกับ รูปแบบที่เครื่องจักรรุ่นนั้น ๆ รู้จัก ตัวอย่างรายชื่อซอฟท์แวร์ CAM MasterCAM, Delcam, Esprit, EdgeCAM, Gibbscam, Solidcam ,CATIA, I-Deas, Pro/Engineer , Unigraphics

12. CNC Programming using CAD/CAM

13. CAE Computer Aided Engineering ซึ่งแปลตามศัพท์ได้ความว่า การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในงานวิศวกรรม ซึ่งหมายถึง การบอกถึงความสามารถของสิ่งที่ออกแบบ ว่าสามารถทำงานได้ตามที่อยากให้เป็นหรือไม่ ซึ่งสิ่งที่เป็นตัวบ่งชี้ก็คือ คำจำกัดความ 1. ผลลัพธ์จากการทดสอบจริง ได้แก่ การนำต้นแบบมาทดสอบจริง เช่น การทดสอบการชนของรถ หรือ การทดสอบความแข็งด้วยการอัดแรง ฯลฯ2. ผลลัพธ์จากการคำนวน ด้วย สมการทางคณิตศาสตร์ ซึ่งสามารถหา ผลลัพธ์จาก สถานการณ์ที่สมมติ ขึ้น ซึ่งการคำนวนแบบนี้จะใช้เวลามาก กว่าจะได้ผลลัพธ์ จึงทำให้วิศวกรคิดนำคอมพิวเตอร์และซอฟท์แวร์ประเภท CAE มาช่วยคำนวนหาผลลัพธ์ ซึ่งจะทำให้คำนวนได้เร็วกว่ามาก และมีความถูกต้องสูง ซอฟท์แวร์ CAE ที่จำหน่ายอยู่ในปัจจุบัน มีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ของการนำไปใช้ และตัวอย่างชื่อซอฟท์แวร์ ได้แก่

14. Background • ก่อนจะมาเป็น CAE • CAD (Computer Aided Design) คือ การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ บางครั้งจะมีคำว่า CADD (Computer Aided Design and Drafting) คือการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบและเขียนแบบ • CAM (Computer Aided Manufacturing)

15. ทำไมต้องมี CAD ในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับงานวิศวกรรม • พัฒนาแบบจำลองชิ้นส่วนจากแบบที่ได้รับ • ประเมินการแก้ไขข้อมูล CAD ของชิ้นส่วนที่ออกแบบบนระบบ CAD เพื่อให้ยอมรับได้ในการผลิต • เปลี่ยนแปลงชิ้นส่วนที่ออกแบบเพื่อให้สามารถผลิตได้ • พัฒนาแบบจำลองของชิ้นส่วนที่แตกต่างกันออกไป สำหรับขั้นตอนที่แตกต่างกันในกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน • ออกแบบอุปกรณ์จับยึด โพรงแบบ (Model cavity) ฐานแม่พิมพ์ (Model base) หรือ เครื่องมืออื่นๆ

16. ทำไมต้องมี CAD • เพิ่มผลผลิต • เพิ่มคุณภาพให้กับงาน • ลดปัญหาเกี่ยวกับข้อมูลผิดพลาด • สร้างฐานข้อมูลสำหรับงานอุตสาหกรรม

17. การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ

18. ประโยชน์ของ CAD • ค่าใช้จ่ายลดลง • ลดเวลา • ง่ายต่อการดัดแปลง • แบบมีมาตรฐาน • ลดความผิดพลาด • ง่ายต่อการทำความเข้าใจ

19. CAD/CAM/CAE • CAD = Computer Aided Design • CAM = Computer Aided Manufacturing • CAE = Computer Aided Engineer

20. ตัวอย่างการวิเคราะห์งานออกแบบตัวอย่างการวิเคราะห์งานออกแบบ

21. ข้อดีของ CAD • ความรวดเร็วและความเที่ยงตรง • ความยืดหยุ่น • ลดความขัดแย้งของแบบ • การเปลี่ยนแปลงแบบ • การรวบรวมจำนวน • ความสามารถในการสร้างสรรค์ • การจัดการข้อมูล, การทำเป็นมาตรฐาน และนำมาใช้ใหม่

22. ลำดับขั้นการพัฒนา CAD การวิจัย Graphic system  การกำเนิดของ Interactive graphic • ประยุกต์ใช้เป็น Computer Aided Design • การแพร่หลายของ Computer Graphic  การกำเนิดของ CAD ใช้ร่วมกับ CAM • การกำเนิด CAD/CAM  การกำเนิดแนวคิด CAE,CIM, FA

23. ตัวอย่างการนำระบบ CADไปใช้ในงานอุตสาหกรรม • แผงวงจร • เครื่องจักร • โครงสร้างเครื่องจักร • แม่พิมพ์ • เครื่องบิน • รถยนต์ • การก่อสร้างและงานโยธา

24. ขั้นตอนการออกแบบแผงวงจรขั้นตอนการออกแบบแผงวงจร

25. การออกแบบโครงสร้างเครื่องจักรการออกแบบโครงสร้างเครื่องจักร

26. การเก็บข้อมูลรูปร่าง (การทำแม่พิมพ์)

27. ขั้นตอนการทำแม่พิมพ์

28. ขั้นตอนการทำแม่พิมพ์

29. ขั้นตอนการทำแม่พิมพ์

30. การออกแบบเครื่องบิน

31. การออกแบบเครื่องบิน

32. การออกแบบรถยนต์

33. การออกแบบรถยนต์

34. การออกแบบรถยนต์

35. การออกแบบรถยนต์