Contribución de la ruta de la fuente (SPC)

Para construir vehículos confortables, es importantísimo identificar las fuentes de las emisiones vibroacústicas que los ocupantes pueden oír y sentir.

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Red car in an anechoic chamber for indoor test-by testing of the noise

En la actual industria del automóvil, la competencia es feroz. Por eso, a la hora de evaluar el ruido y las vibraciones de un vehículo, es esencial trabajar con rapidez y precisión. Cumplir con las normativas y mejorar la experiencia requiere saber más que solo los niveles y percepciones que las personas encuentran. Para encontrar soluciones adecuadas a los fenómenos vibroacústicos, también es fundamental conocer en detalle las contribuciones de las diferentes fuentes de ruido y vibraciones. Y, por supuesto, para cortar las rutas de propagación de la energía vibroacústica, es imprescindible entender cómo se propaga esta energía a través del aire y de las estructuras, hasta llegar a las personas.

Contribución de trayectorias de transmisión y dominio temporal

¿Es la fuente demasiado alta, o es la ruta la que la transmite con demasiada facilidad? Surgen muchas preguntas técnicas al refinar los vehículos de desarrollo. El análisis de contribuciones de trayectorias de transmisión (SPC) —también conocido como análisis de trayectorias de transferencia (TPA)— es una técnica que permite evaluar cómo contribuyen al ruido presuntas fuentes de sonido o vibración, siguiendo diferentes trayectorias acústicas o vibroacústicas hasta un punto de recepción de interés.

Más concretamente, el análisis SPC permite diferenciar si los efectos que percibe un observador (receptor) se transmiten a través de la estructura o a través del aire. A partir de ahí, se puede profundizar en su origen y rastrearlos hasta su fuente; por ejemplo, un soporte de montaje del motor. Las fuentes dominantes con respecto a un receptor dado pueden destacarse para ayudar a enfocar el esfuerzo de ingeniería donde tiene el mayor impacto. Es una ayuda dentro del proceso de toma de decisiones técnicas tanto para los ingenieros como para los directivos. Asimismo, facilita la evaluación paralela de distintas alternativas de diseño y variantes a lo largo del proceso de desarrollo de un vehículo.

Para llevar a cabo un análisis SPC eficaz en un vehículo, es importante analizar los sucesos transitorios, como las aceleraciones y las deceleraciones, y tener capacidad para reproducir señales modificadas con el fin de simular cambios en el diseño. Con un software SPC en el dominio temporal, es posible escuchar y modificar la intensidad de las fuentes de ruido o la sensibilidad de las trayectorias. Esto, a su vez, sirve para definir niveles objetivo para componentes de fuentes individuales o para las trayectorias de transferencia. Y más aún: los datos de SPC en el dominio temporal se pueden transferir a un simulador NVH, para evaluar la rumorosidad en pruebas de conducción virtuales.

Los métodos SPC suelen utilizarse para analizar el ruido en el interior del habitáculo, teniendo en cuenta fuentes y trayectorias tanto acústicas como vibratorias. También son útiles para analizar el ruido de pass-by de vehículos empleando una configuración de ensayo de pass-by en interiores. En algunos casos, es posible obtener simultáneamente varias medidas. Por ejemplo, se puede medir dentro del vehículo con el micrófono binaural de un simulador de cabeza y torso (HATS) y, al mismo tiempo, hacer una medida de pass-by en interiores con un array de micrófonos.

Contribución de trayectorias de transmisión al ruido exterior de un vehículo

La solución Pass-by SPC, desarrollada para BK Connect®, está especialmente diseñada para analizar el ruido exterior de un vehículo (ruido de pass-by) a partir de medidas obtenidas en un dinamómetro de chasis instalado en una cámara semianecoica.

La metodología de trabajo de BK Connect calcula explícitamente las contribuciones de las distintas fuentes; eso permite validar los modelos comparando la suma de las contribuciones con la medida obtenida en el ensayo original. Obviamente, cuanto mejor es la correlación, más fiables son los resultados y más útiles para optimizar el diseño o para idear soluciones a problemas de ruido.

Configuración del sistema

Para hacer un análisis SPC de pass-by, se montan micrófonos en las proximidades de cada una de las fuentes, mediante los cuales se obtienen medidas con el vehículo en marcha. Por otro lado, se miden las funciones de transferencia acústica (ATF) empleando una fuente de velocidad volumétrica (VVS). Cuando se combinan ambas medidas, se determina la intensidad de cada fuente individual. A continuación se evalúan y procesan las contribuciones de las fuentes en cada uno de los micrófonos del array empleado en el ensayo de pass-by, del mismo modo que en un ensayo de pass-by en interiores normal. Con ello se genera una simulación del ruido de pass-by a partir de las contribuciones de cada fuente individual. El resultado global del análisis SPC se valida comparándolo con el resultado del ensayo de pass-by normal.

La metodología de BK Connect incluye la modelización de fuentes asociadas a componentes, una operación que consiste en utilizar un grupo de fuentes para representar un componente físico individual del vehículo como si se tratase de una fuente independiente. Por ejemplo, cada una de las caras del motor, el orificio de la admisión y el orificio del escape pueden modelizarse como fuentes de este tipo. Cada fuente asociada a un componente aporta una contribución al resultado total.

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Contribución de la ruta de la fuente para sonido y vibración interiores

Para evaluar las contribuciones al ruido y las vibraciones de los fenómenos que se transmiten a través de la estructura, el sistema SPC utiliza los métodos de la rigidez de montaje y la matriz de impedancia. En cambio, para evaluar la transmisión por el aire utiliza el método de la sustitución de fuentes.

Con la SPC en el dominio temporal, las contribuciones de ruido resultantes se pueden evaluar con el software Insight 8601-S. Se puede utilizar una reproducción binaural mientras se aplican modificaciones en tiempo real a las intensidades de las fuentes individuales, o se pueden modificar las trayectorias de ruido en el dominio de frecuencia.

El software Insight también sirve como puente con los modelos CAE, ya que permite combinar los datos de los ensayos físicos con los resultados CAE para generar modelos híbridos y comparar distintas opciones de diseño. Estos modelos también pueden exportarse al simulador NVH para hacer pruebas de conducción virtuales.

Configuración del sistema

Una configuración típica consiste en el software de adquisición de datos BK Connect con visor SPC (7798-A), SPC de dominio de tiempo (7798-E), software Insight 8601-S y hardware de adquisición de datos LAN-XI. Insight puede utilizarse para reproducir de forma interactiva y analizar resultados SPC experimentales, híbridos o puramente analíticos obtenidos mediante CAE.

También recomendamos encarecidamente hardware de reproducción de sonido binaural de alta calidad, para el cual podemos ofrecer asesoramiento. Para obtener datos de entrada para el análisis SPC se requieren igualmente acelerómetros, micrófonos, martillos, etc. Para este tipo de análisis se pueden emplear datos obtenidos con los sistemas de adquisición BK Connect/LAN-XI, con muchos otros sistemas de adquisición y con la mayoría de soluciones CAE.

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¿Cuál es la contribución de cada componente al sonido general de un producto? ¿Cómo se puede saber de dónde procede un sonido? ¿Cómo llega hasta donde lo escuchas? ¿Y qué se puede hacer para mejorar la calidad sonora de un vehículo? La contribución de trayectorias de transmisión (SPC) en el dominio temporal permite evaluar las trayectorias de transmisión y las distintas contribuciones, para evaluar con rapidez las características del ruido y las vibraciones que perciben los ocupantes de un vehículo. Resulta útil tanto para estudiar las contribuciones de un motor en un banco de ensayos como para identificar contribuciones cuando el vehículo circula por una carretera. Nuestra tecnología de dominio temporal es perfecta para escuchar y hacer comparaciones directas de conjuntos de datos. Igualmente, es una herramienta para evaluar los efectos de las decisiones de desarrollo en el producto final, a través de modelos SPC. Para una flexibilidad máxima, el sistema también puede emplearse para inspeccionar datos en el dominio de frecuencia.

Sugerencia de sistema

Descripción general del sistema de contribución de la ruta de origen de dominio de tiempo

La configuración típica está formada por el sistema de adquisición de datos PULSE con SPC Viewer (7798-A), Time domain SPC (7798-E), el software Insight 8601-S y un equipo LAN-XI. Además, es muy recomendable utilizar un equipo adecuado de reproducción de sonido, formado por una tarjeta de sonido ZH-0677, un amplificador para auriculares ZE-0769 y unos auriculares HT-0017. Se requieren igualmente acelerómetros, micrófonos, martillos, etc.

El análisis SPC puede trabajar con datos obtenidos con el sistema de adquisición PULSE, con muchos otros sistemas de adquisición y con la mayoría de soluciones CAE.

El análisis SPC sirve de puente entre los datos experimentales físicos y los datos analíticos generados a partir de modelos CAE. El análisis SPC permite combinar resultados de ensayos físicos y de CAE para crear modelos híbridos o prototipos virtuales. Insight puede utilizarse para reproducir de forma interactiva y analizar resultados SPC experimentales, híbridos o puramente analíticos obtenidos mediante CAE.

Sugerencia de sistema

Visión general de un sistema de integración de datos CAE y datos de ensayos

La configuración típica para una integración SPC de datos CAE y datos de ensayos consiste en SPC Viewer (7798-A), Time-domain SPC (7798-E) e Insight 8601-S. Además, es muy recomendable utilizar un equipo adecuado de reproducción de sonido, formado por una tarjeta de sonido ZH-0677, un amplificador para auriculares ZE-0769 y unos auriculares HT-0017.

DTS CAE Auditioner (8601-X) es un modelo opcional para Insight Modelo 8601-S; permite incorporar con rapidez intensidades de fuentes y funciones de transferencia de programas CAE comunes en la herramienta de evaluación Insight.

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Contribución de la ruta de la fuente (SPC)

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