Resolución de problemas de medición de sonido y vibración

Una empresa de dispositivos médicos necesitaba ayuda para evaluar el rendimiento de ruido y vibraciones de un dispositivo de terapia de heridas e identificar las mejores pautas para reducir el ruido y las vibraciones. Se realizaron mediciones de ruido y vibraciones operativas dentro de una cámara totalmente anecoica. Utilizamos el enfoque de fuente-trayectoria-receptor, concentrándonos en el análisis de FFT y de orden para identificar las causas fundamentales del ruido y las vibraciones introducidos por el dispositivo. 

A partir de los resultados de las pruebas, pudimos sugerir contramedidas efectivas para reducir el ruido y las vibraciones tanto en la fuente como a lo largo de la trayectoria hacia el receptor. Sin embargo, dado que el dispositivo ya estaba bastante avanzado en su desarrollo, el cliente decidió implementar solo las contramedidas relacionadas con la trayectoria.

Un fabricante de equipos agrícolas, ambientales y de construcción optó por subcontratar la medición de la potencia acústica de su trituradora de tubos. También querían aprender las técnicas para solucionar sus problemas de potencia acústica por sí mismos. Se realizaron mediciones estandarizadas de potencia acústica y se utilizaron para cuantificar las fuentes, con un enfoque en evaluar qué bandas contribuían más al nivel general. Una vez que se redujo el enfoque, se calcularon/midieron las resonancias acústicas y estructurales para determinar si la causa raíz era una respuesta forzada o una frecuencia natural. Se identificó la causa principal y se aceptaron recomendaciones que redujeron significativamente los resultados del nivel de potencia acústica de la trituradora de tubos. El cliente aprendió las técnicas utilizadas para este proyecto para que pueda resolver problemas similares en el futuro.

Una empresa coreana necesitaba una validación BSR (ruidos, chirridos y traqueteos) para el rediseño de su vehículo de serie destinado al mercado norteamericano. Las partes que presentaban problemas eran el salpicadero, la consola central y el techo interior. Para realizar esta prueba, colocamos el vehículo en una plataforma de vibración de 4 postes, con varios archivos de accionamiento utilizados para excitar diferentes eventos de BSR.

Para facilitar la comunicación con el equipo coreano, utilizamos un sistema de formación de haz esférico para tomar imágenes acústicas de eventos transitorios de BSR antes y después de los ajustes al vehículo. 

Un OEM automotriz de Norteamérica nos pidió que investigáramos los mecanismos que afectan la calidad del sonido (SQ) de un evento de cierre de puerta. Se realizaron mediciones en el vehículo del cliente y en un vehículo objetivo con un buen cierre de puerta SQ. Los vehículos se instrumentaron con sistemas de medición de presión de sellado, acelerómetros para extraer formas de deflexión operativas y sensores de deformación para estimar las fuerzas en la posición de la cerradura/martillo durante eventos de cierre de puerta a velocidad controlada. También se realizaron mediciones de holografía acústica de campo cercano para visualizar el ruido radiado desde la superficie de la puerta en función del tiempo y la frecuencia. Los datos recopilados se analizaron y compararon con los de los otros vehículos para sacar conclusiones sobre las diferencias físicas y formular hipótesis sobre los mecanismos de control dominantes.

Un proveedor de nivel 1 de sistemas de techos de vehículos necesitaba soporte técnico para: integrar sus sistemas de prueba de producción PULSE NVH en su línea de producción; desarrollar/establecer objetivos de aceptación de productos; y solucionar problemas de ruido y vibración en las muestras seleccionadas. Se realizaron mediciones de vibración operacional en varios sistemas de final de línea en los EE. UU. y en el extranjero. Se aplicaron diferentes técnicas de análisis para cada modo de fallo identificado, como espectros de frecuencia, análisis de envolvente y estadísticas de dominio de tiempo. Se utilizó el enfoque de fuente-ruta-receptor para solucionar problemas relacionados con NVH. Posteriormente, los criterios de aceptación del producto se correlacionaron con la preferencia subjetiva y se implementaron en el sistema de producción de final de línea.

Un OEM que fabrica trenes de potencia para camiones comerciales nos pidió que solucionáramos un problema de durabilidad relacionado con las vibraciones en sus líneas de combustible. Se tomaron mediciones de vibración y tensión en un dinamómetro y en una instalación externa. Estos se compararon con los resultados de las pruebas estáticas de componentes modales. La causa principal de las altas vibraciones se atribuyó a la alineación modal de los componentes del sistema de combustible. En el proyecto, ideamos y probamos varias contramedidas que redujeron significativamente la vibración de la línea de combustible y la tensión en sus componentes de montaje.

Un proveedor global de servicios y equipos de tecnología de la información solicitó asistencia para identificar las fuentes de ruido en su unidad clasificadora de cheques de pago y proporcionar propuestas de contramedidas para la reducción general del ruido. Se realizaron mediciones operativas y estacionarias en una cámara anecoica. Se realizaron mediciones de holografía acústica de campo cercano en conjunto con análisis de banda estrecha, banda de 1/3 de octava y función de respuesta de frecuencia (FRF) para solucionar todos los problemas de ruido relevantes. Las contramedidas para abordar los problemas de resonancia y reducir los niveles generales fueron aceptadas por el cliente. Además, se hicieron recomendaciones de diseño de calidad de sonido que el cliente decidió tener en cuenta durante los futuros procesos de diseño.

Un líder en el desarrollo, fabricación y distribución mundial de componentes y sistemas electrónicos y electromecánicos solicitó nuestra ayuda para comprender e identificar la causa raíz de un problema de ruido que había retrasado el lanzamiento de una de sus líneas de productos. Se realizaron pruebas acústicas y de vibración operativas, pruebas de FRF estáticas y mediciones de calidad de sonido para determinar parámetros objetivos que permitan discriminar entre lo bueno y lo malo. Se aplicó el modelo de fuente-trayecto-receptor centrándose en el análisis de dominio de frecuencia para identificar las características clave del ruido censurable. Esto dio como resultado la implementación de contramedidas para reducir el problema específico de ruido en puntos ubicados tanto en la fuente como a lo largo del trayecto hacia el receptor. Las recomendaciones del proyecto ayudaron al cliente a dirigir sus esfuerzos en el lanzamiento de esta línea de productos con un diseño de motor mejorado.

Un fabricante de aspiradoras y productos para el cuidado del suelo necesitaba ayuda para comprender las principales fuentes de ruido que contribuyen de manera más significativa al nivel de presión sonora general y a la molestia del operador de una aspiradora industrial. Las mediciones del ruido operativo se tomaron en una cámara semi-ecóica y en una habitación tranquila para simular mejor un entorno operativo típico. Se analizaron múltiples micrófonos, una cabeza binaural y el mapeo de la intensidad del sonido en bandas de banda estrecha y en bandas de 1/3 de octava para determinar las principales fuentes de ruido. El resultado fue una serie de recomendaciones de diseño que se incorporaron a esta línea de productos y se utilizaron como directrices de diseño en todas las plataformas futuras.

Las turbinas eólicas están equipadas con alarmas para asegurarse de que cualquier desequilibrio en el sistema se identifique y corrija antes de que una turbina desarrolle fallos críticos. Un fabricante de palas de turbinas eólicas personalizadas y equipos de ventilación nos pidió que investigáramos un problema de desequilibrio en una pala en una instalación del cliente en México, ya que la alarma de desequilibrio seguía sonando. Para comprender el problema, realizamos mediciones de vibración operacional in situ. Utilizamos el análisis de FFT, de orden y técnicas de equilibrado para caracterizar el desequilibrio asociado con las palas. Las mediciones mostraron que no eran los desequilibrios en las palas los que activaban la alarma. Un problema en otra parte de la instalación era la fuente de los problemas de vibración experimentados por el cliente del fabricante de palas. 

Un dinamómetro de chasis de vehículo grande mostró un ruido de fondo excesivo en la banda de 200 y 250 Hz. Realizamos pruebas de excitación operativa y artificial y establecimos que el ruido era de transmisión estructural y se debía a un modo de flexión y torsión de la masa de reacción del motor del dinamómetro, acoplado a un modo de flexión del árbol de transmisión del motor. La animación de los modos en estas dos frecuencias se confirmó tanto en las pruebas modales como en las formas de deflexión en funcionamiento extraídas de los datos operativos. Se diseñaron amortiguadores de masa sintonizados y se instalaron con éxito para resolver el problema.

Un fabricante de equipos de acceso y camiones especializados para defensa, bomberos y emergencias, así como para uso comercial, necesitaba identificar las principales fuentes y vías de ruido y proporcionar recomendaciones de diseño para reducir los niveles acústicos de un sistema de supresión de incendios. Se realizaron mediciones acústicas y de vibración impulsivas de acuerdo con las especificaciones del cliente en las instalaciones del cliente. Se aplicaron análisis tanto en el dominio del tiempo como en el dominio de la frecuencia para cuantificar la fuente y evaluar si había oportunidades de reducción a través del camino del sistema. Se hicieron recomendaciones de diseño para reducir el ruido impulsivo y se introdujeron contramedidas para reducir aún más los niveles de ruido en rangos de frecuencia discretos.

Un fabricante de ejes y componentes de ejes de alta resistencia para vehículos militares y máquinas todoterreno necesitaba ayuda para identificar la fuente de un chirrido inaceptable en un conjunto de engranajes y solicitó contramedidas y recomendaciones para ayudar a reducir o eliminar el ruido. Se realizaron mediciones de ruido y vibración operacional en una instalación independiente de pruebas de vehículos todoterreno. Utilizamos análisis en el dominio del tiempo y de la frecuencia, análisis de orden, análisis de envolvente y mediciones de FRF modal para identificar la fuente del ruido. Se hicieron recomendaciones de diseño centradas en reducir las funciones de forzamiento y en comprender/mover las  resonancias. También se recomendó aumentar el aislamiento para ayudar a reducir aún más el ruido de golpeteo.

Trabajamos con un fabricante de cortacéspedes para ayudarles a comprender el rendimiento de vibración de uno de sus productos. Para identificar los rangos de frecuencia de interés, adquirimos datos de excitación artificial. Luego medimos durante la operación para comprender los niveles de vibración de la cortadora de césped en uso normal. Se utilizó el análisis modal para comprender cómo mejorar al máximo las vibraciones en la ubicación del operador (receptor). Los resultados se entregaron al cliente para su integración en el desarrollo futuro de la calidad de las vibraciones en sus productos.

Un fabricante de equipos agrícolas se puso en contacto con nosotros para solucionar un problema de resonancia acústica en un tractor e identificar posibles contramedidas. Medimos el ruido y las vibraciones estáticas y operativas en las instalaciones del cliente aplicando el modelo de fuente-ruta-receptor. Se utilizaron análisis espectral, de orden y modal para comprender los componentes clave del estruendo acústico del tractor.

El retumbo se debía a altos niveles de emisión junto con un problema de alineación modal que apareció tras un cambio de diseño. Recomendamos reducir el nivel de fuente y cambiar las resonancias acopladas. Además de los cambios recomendados, también ayudamos al cliente a desarrollar una tabla de alineación de modos para usar como referencia durante los futuros procesos de desarrollo del tractor.

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