Desarrollo del método de medición de sonido y Vibración

Un fabricante asiático de vehículos comerciales necesitaba diseñar un paquete de tratamiento acústico optimizado para un camión comercial.

 

Se pusieron en contacto con nosotros para recibir formación en métodos de prueba NVH y estrategias de modelado estadístico de energía (SEA). Trabajando en cooperación con un socio de CAE, desarrollamos e implementamos un plan de pruebas para descomponer el ruido total dentro de la cabina del camión en contribuciones tanto estructurales como aéreas, y desarrollamos tratamientos acústicos interiores optimizados para costes y rendimiento.

Un ingeniero del fabricante del vehículo estuvo en el lugar con nuestros ingenieros y el socio de CAE durante toda la duración del proyecto, para recibir formación en las pruebas NVH y los métodos SEA utilizados. Al concluir el proyecto, se entregaron al cliente los resultados del NVH, los modelos SEA y las recomendaciones para la optimización acústica del encapsulado.

>Modelado y validación SEA de una cabina de camión para optimización de paquetes sonoros (artículo de conferencia)
>Optimización del paquete sonoro de un camión usando análisis estadístico de energía (artículo de conferencia)

En los turismos, los altavoces traseros suelen instalarse en un panel horizontal detrás del asiento trasero llamado estantería de paquetes. Un fabricante de equipos originales del sector de la automoción necesitaba ayuda para estudiar las características vibratorias de baja frecuencia de la bandeja trasera y desarrollar un parámetro objetivo que pudiera utilizarse en la fase de diseño para minimizar los ruidos de zumbido, chirrido y traqueteo (BSR) provocados por los altavoces. Para comprender las variaciones de rendimiento en la industria y ayudar a establecer objetivos a nivel de componente para la producción futura, se obtuvieron datos de seis vehículos diferentes. Se adquirieron datos tanto operativos (con altavoz) como de excitación artificial (con martillo de impacto) para caracterizar las propiedades modales y vibracionales de la estantería de paquetes en cada vehículo. La rigidez dinámica, las frecuencias naturales, las formas de modo de vibración y las formas de deflexión operacional se determinaron a partir de los datos medidos y se utilizaron para desarrollar una métrica objetivo para el ruido BSR inducido por altavoces de estantería parcel.

La comunidad ciega está preocupada porque los vehículos se están volviendo demasiado silenciosos y peligrosos para los peatones con discapacidad visual. Para evaluar procedimientos alternativos de prueba que valoren la detectabilidad de vehículos silenciosos por la comunidad ciega, realizamos un estudio en colaboración con la Universidad de California, Davis. Realizamos un estudio del jurado en la Conferencia de la Federación Nacional de Ciegos de California, donde participaron voluntarios ciegos de la conferencia. Un vehículo con motor de combustión se convirtió en un vehículo eléctrico y se instalaron altavoces en cada esquina.

Esquema de la configuración de la prueba

Ejemplo de paso de vehículos ante un jurado ciego

El vehículo pasó tres veces junto a los voluntarios en diferentes condiciones. El sujeto levantó la mano al oír el vehículo y se registraron las distancias con él. Los resultados de este estudio indican que la pérdida de los ruidos normales de los motores de combustión puede afectar significativamente la capacidad de las personas ciegas para distinguir vehículos que se acercan y que puede ser necesario un mecanismo sustituto de generación de sonido para revertir este riesgo.

>Investigación sobre la detección de un vehículo silencioso por la comunidad ciega (ponencia de la conferencia)

Un fabricante automovilístico norteamericano quería desarrollar un banco de pruebas de pérdida acústica de transmisión (TL) que permitiera probar todo un sistema de escape hasta 20 Hz.

Utilizando un tubo de impedancia tipo 4206 como punto de partida, diseñamos y fabricamos una fuente sonora de muy baja frecuencia con salida de mayor nivel de presión sonora para permitir pruebas de todo el sistema de escape con buena respuesta en frecuencia hasta 20 Hz. Además, desarrollamos y fabricamos los componentes necesarios para conectar el sistema de escape a los diámetros estándar de 100 mm y 29 mm del tubo de impedancia. También fabricamos un par de elementos de terminación con impedancias suficientemente variadas para facilitar las pruebas usando el llamado método de terminación de 2 cargas. Como parte del proceso de desarrollo, el sistema de pruebas fue validado usando un silenciador de expansión simple como objeto de prueba. Al concluir las pruebas, el fabricante fue entrenado para operar el banco de pruebas y ahora puede realizar mediciones de TL de forma independiente.

Una filial de un fabricante de automóviles de vehículos comerciales y camiones ligeros nos eligió para proporcionar soporte y formación en pruebas modales de motorización, carrocería completa y acabado. Las mediciones de vibraciones estacionarias se realizaron en las instalaciones del cliente en China. Se realizaron pruebas Modales de componentes y múltiples configuraciones de vehículos, junto con mediciones de sensibilidad acústica y táctil del vehículo para ayudar en las correlaciones CAE del cliente. Formamos al cliente en pruebas modales experimentales para que pudiera pasar de la simple toma de datos de la función de respuesta en frecuencia. Además, la formación permitió al cliente continuar apoyando sus actividades de correlación con CAE tras completar este proyecto.

Un fabricante automotriz necesitaba optimizar el paquete acústico de su camión de producción y eliminar soluciones temporales redundantes que se habían aplicado antes y después del lanzamiento para lograr el rendimiento NVH deseado.

Los objetivos del proyecto eran

• optimizar el paquete NVH lanzado para mejorar el coste y el peso sin degradar el rendimiento NVH 
• desarrollar un proceso práctico, eficiente y fiable para optimizar el desarrollo de paquetes NVH mediante la integración de herramientas de prueba y analíticas. 

Los objetivos se lograron desarrollando un proceso de síntesis que permitía predecir los niveles de sonido interiores para configuraciones alternativas de encapsulados NVH. Se sintetizaron las contribuciones acústicas del tren de potencia a través de vías específicas hacia el interior de la cabina, tanto con modificaciones como sin ellas, lo que permitió escuchar diferentes situaciones acústicas y calcular los parámetros de calidad del sonido, con el fin de identificar la configuración más rentable.

 

>Modelado y validación SEA de una cabina de camión para optimización de paquetes sonoros (artículo de conferencia)
>Optimización del paquete sonoro de un camión usando análisis estadístico de energía (artículo de conferencia)

 

Un fabricante de automóviles solicitó el desarrollo de una herramienta de descomposición y síntesis de ruido pasante. Se desarrollaron métodos de prueba y análisis para estimar el rendimiento de paso a nivel de vehículo a partir de datos a nivel de componentes, tanto de fuentes físicas como/o analíticas. Los métodos permiten estimar el ruido de paso a nivel de vehículo junto con las contribuciones al contenido de frecuencia total y dominante de cada una de las fuentes clave de ruido. Esta información puede utilizarse de dos maneras claramente diferentes. Primero, los niveles de ruido de paso pueden estimarse para nuevas alternativas de diseño a nivel de componentes, ya sea mediante pruebas físicas y/o predicciones analíticas. En segundo lugar, se puede especificar un nivel de ruido de paso objetivo y calcularse el rendimiento acústico requerido para las fuentes de ruido dominantes.

>Estimaciones de ruido de paso de vehículos para diseño a nivel de componentes (artículo de conferencia)

Un fabricante de vehículos quería evaluar el efecto sobre la calidad del sonido (SQ) de un sistema de propulsión alternativo en un vehículo de serie sin tener que cambiarlo. Desarrollamos un nuevo proceso que aprovechaba un modelo experimental de contribución de la trayectoria de la fuente (SPC) en el dominio del tiempo del vehículo y el sistema de propulsión existentes. Esto nos permitió intercambiar prácticamente los trenes motrices. Se podían implementar virtualmente diferentes motores en el modelo SPC y los resultados se escuchaban y comparaban con los objetivos establecidos de la plataforma. El objetivo principal del proyecto fue desarrollar un proceso de prueba y análisis de datos completamente abierto a los ingenieros del OEM para reemplazar el método propietario basado en la frecuencia del proveedor. El nuevo proceso puede utilizarse para anticipar graves problemas de calidad acústica al integrar diferentes o nuevos trenes motrices en vehículos de producción. El proyecto demostró que la reconstrucción SPC del ruido interior en estado estacionario y en los arranques del vehículo probado con el tren motriz 'virtualmente' intercambiado correlacionaba bien con los datos medidos y, por tanto, podía ser confiable para evaluar el impacto SQ de un tren motriz diferente en la misma carrocería.

Artículo de referencia  

Un proveedor de tecnología médica se puso en contacto con nosotros para que nos ayudaran a modificar los sonidos de alarma de equipos médicos para una prueba formal de jurado. En la prueba del jurado, los sonidos deben escucharse como se oiría en un entorno realista, y como si el oyente estuviera en posiciones específicas dentro de la sala. Los sonidos de alarma emitidos por el cliente se grababan independientemente de cualquier ruido ambiental o ambiente, por lo que el objetivo de este proyecto era sintetizar sonidos fieles a un entorno realista. Se midieron las grabaciones de ruido ambiental y las funciones de respuesta al impulso (IR) en una clínica médica. Las grabaciones ambientales se usaban para proporcionar el "fondo" en los sonidos sintetizados, donde las funciones IR simulaban la posición del oyente dentro de la sala para cada grabación. Los sonidos se sintetizaron y se utilizaron para desarrollar una caja de herramientas de reproducción que el cliente pudiera usar en la prueba del jurado.

Un fabricante de material aislador de vibraciones necesitaba ayuda en el desarrollo de un procedimiento de prueba para determinar la transmisibilidad de sus muestras de material. Para medir con precisión la transmisibilidad de un aislador de vibraciones, este debe estar cargado de forma realista, ya que las propiedades del material dependen de la carga estática de la muestra. Desarrollamos un sistema de prueba para medir la transmisibilidad bajo diversas cargas estáticas. Las curvas de la relación de transmisión (TR) se midieron utilizando un martillo de impacto ajustado modalmente y respuestas del acelerómetro en las partes "'tierra' y 'activa' del conjunto de la cámara. El método desarrollado resultó ser un proceso sencillo y preciso para generar curvas de transmisibilidad para materiales aisladores de caucho.