Desenvolvimento de métodos de medição de som e vibração

Um fabricante asiático de veículos comerciais precisava projetar um pacote de tratamento acústico otimizado para um caminhão comercial.

Veículo comercial pacote acústico otimização interior do veículo 

Eles nos contactaram para obter treinamento em métodos de teste de NVH e estratégias de modelagem de análise de energia estatística (SEA). Trabalhando em colaboração com um parceiro da CAE, desenvolvemos e implementamos um plano de teste para descompor o ruído total dentro da cabine do caminhão em contribuições por estrutura e por ar e desenvolvemos tratamentos acústicos interiores otimizados para custos e desempenho.

Optimização de pacotes acústicos de veículos comerciais Um engenheiro do fabricante do veículo OEM esteve no local com nossos engenheiros e o parceiro do CAE durante o projeto, para ser treinado nos métodos de teste NVH e SEA usados. Na conclusão do projeto, os resultados de NVH, modelos SEA e recomendações para otimização de pacotes acústicos foram entregues ao cliente.

> Modelação e validação SEA de uma cabine de caminhão para otimização de pacotes de som (documento de conferência)
> Otimização do pacote de som de um caminhão usando análise de energia estatística (documento de conferência)

Em carros de passageiros, os alto-falantes de áudio traseiros são normalmente instalados em um painel horizontal atrás do assento do passageiro traseiro chamado a prateleira do pacote. Um OEM automotivo precisava de ajuda para estudar as características vibratórias de baixa frequência da prateleira do pacote e para desenvolver uma métrica objetiva que poderia ser usada na fase de design para minimizar o ruído induzido por alto-falantes. Para entender as variações de desempenho em toda a indústria, e para ajudar a definir metas de nível de componentes para a produção futura, dados foram adquiridos em seis veículos diferentes. Foram obtidos dados operacionais (com alto-falante) e de excitação artificial (com martelo de impacto) para caracterizar as propriedades modal e vibracional da prateleira do pacote em cada veículo. A rigidez dinâmica, frequências naturais, formas de modo de vibração e formas de deflexão operacional foram determinadas a partir dos dados medidos, e usadas para desenvolver uma métrica objetiva para o ruído BSR induzido por alto-falantes de prateleiras de pacotes.

A comunidade cega está preocupada que os veículos estão se tornando muito silenciosos e inseguros para pedestres com deficiência visual. Para avaliar procedimentos de teste alternativos para avaliar a detectabilidade de veículos silenciosos pela comunidade cega, realizamos um estudo em conjunto com a Universidade da Califórnia, Davis. Realizamos um estudo de júri na Conferência da Federação Nacional dos Cegos da Califórnia, onde voluntários cegos da conferência participaram. Um veículo de motor de combustão foi convertido em veículo elétrico e os alto-falantes foram anexados em cada canto.

Avaliação do limiar de detecção acústica de veículos híbridos por jurados cegos - esquema da configuração do ensaio

Exemplo de passagem de veículo diante de participantes do júri às cegas

O veículo passou pelos voluntários três vezes em diferentes condições. O participante levantou a mão quando ouviu o veículo, e as distâncias em relação ao participante foram registradas. Os resultados deste estudo indicam que a perda de ruídos normais do motor de combustão pode afetar significativamente a capacidade de indivíduos cegos de distinguir veículos que se aproximam e que um mecanismo de geração de som de substituição pode ser necessário para reverter esse risco.

> Investigação sobre a detecção de um veículo silencioso pela comunidade cega (documento de conferência)

Um fabricante de automóveis norte-americano queria desenvolver um banco de teste de perda de transmissão acústica (TL) que permitiria testar um sistema de escape completo até 20 Hz.

Desenvolvimento de bancada de testes de TL para admissão/escape

Usando um tubo de impedância tipo 4206 como ponto de partida, projetamos e fabricamos uma fonte de som de frequência muito baixa com saída de nível de pressão de som mais elevado para permitir o teste de todo o sistema de escape com boa resposta de frequência até 20 Hz. Além disso, desenvolvemos e fabricamos componentes necessários para conectar o sistema de escape aos diâmetros padrão de 100 mm e 29 mm do tubo de impedância. Nós também fizemos um par de elementos de terminação de impedâncias suficientemente variadas para facilitar o teste usando o chamado método de terminação de 2 cargas. Como parte do processo de desenvolvimento, o sistema de teste foi validado usando um silenciador de expansão simples como um objeto de teste. Na conclusão do teste o OEM foi treinado para operar o stand de teste, e agora é capaz de realizar medições de TL de forma independente.

Uma subsidiária de um fabricante de automóveis de veículos comerciais e caminhões leves escolheu-nos para fornecer suporte e treinamento para motores, testes de corpo completo e modais. As medições de vibração estacionárias foram realizadas na instalação do cliente na China. Testes modais de componentes e múltiplas configurações de veículos foram realizados juntamente com medições de sensibilidade acústica e táctil do veículo para ajudar na correlação CAE do cliente. Nós treinamos o cliente em testes modais experimentais para que o cliente pudesse passar por apenas tomar dados de função de resposta de frequência. Além disso, o treinamento permitiu ao cliente continuar a apoiar suas atividades de correlação CAE depois que este projeto foi concluído.

Um OEM automotivo precisava otimizar o pacote acústico de seu caminhão de produção e remover correções de interrupção redundantes que tinham sido aplicadas antes e depois do lançamento para alcançar o desempenho desejado NVH.

Optimização de pacotes acústicos do interior do caminhão de passageiros Os objetivos do projeto foram

• para otimizar o pacote NVH lançado para melhorar o custo e o peso sem degradação do desempenho NVH 
• desenvolver um processo prático, eficiente e confiável para otimizar o desenvolvimento de pacotes NVH através da integração de ferramentas de teste e análise. 

Os objetivos foram alcançados através do desenvolvimento de um processo de síntese que permitiu a previsão dos níveis de som interiores para configurações alternativas de pacotes NVH. As contribuições acústicas do motor através de caminhos específicos para o interior da cabine foram sintetizadas com e sem modificações, tornando possível ouvir diferentes cenários de pacotes acústicos e calcular métricas de qualidade de som, para identificar a configuração mais rentável.

Otimização do pacote acústico interno de caminhão de passageiros – HATS na cabine 

> Modelação e validação SEA de uma cabine de caminhão para otimização de pacotes de som (documento de conferência)
> Otimização do pacote de som de um caminhão usando análise de energia estatística (documento de conferência)

 

Uma montadora automotiva (OEM) solicitou o desenvolvimento de uma ferramenta de decomposição e síntese de ruído de passagem (pass-by noise) Foram desenvolvidos métodos de teste e análise para estimar o desempenho de passagem de nível de veículo a partir de dados de nível de componentes, tanto de fontes físicas quanto analíticas. Os métodos permitem a estimativa do ruído total de passagem ao nível do veículo, juntamente com as contribuições para o conteúdo de frequência total e dominante de cada uma das principais fontes de ruído. Esta informação pode ser usada de duas maneiras distintas. Primeiro, os níveis de ruído passados podem ser estimados para novas alternativas de design de nível de componente, a partir de testes físicos e / ou previsões analíticas. Em segundo lugar, um nível de ruído de passagem de alvo pode ser especificado e o desempenho acústico necessário para as fontes de ruído dominantes pode ser calculado.

> Estimativas de ruído de passagem de veículo para design em nível de componente (documento de conferência)

Um OEM de veículos queria avaliar o efeito da qualidade de som (SQ) de uma propulsão alternativa em um veículo de produção sem ter que realmente trocar a propulsão. Desenvolvemos um novo processo que aproveitou um modelo experimental de contribuição de caminho de origem (SPC) de domínio temporal do veículo existente e do motor. Isso nos permitiu praticamente trocar motores. Diferentes motores poderiam ser virtualmente implementados no modelo SPC e os resultados escutados e comparados com objetivos de plataforma estabelecidos. O objetivo principal do projeto foi desenvolver um processo de teste e análise de dados completamente aberto aos engenheiros do OEM para substituir o método proprietário, baseado em frequência, de um fornecedor. O novo processo pode ser usado para prevenir graves preocupações de qualidade de som ao integrar motores diferentes/novos em veículos de produção. O projeto demonstrou que a reconstrução SPC do ruído interno em estado estável e corrida no veículo testado com a corrente motriz “virtualmente” trocada correlacionava bem com os dados medidos e, portanto, podia ser confiável para avaliar o impacto SQ de uma corrente motriz diferente no mesmo carro.

Artigo de referência  

Fomos abordados por um fornecedor de tecnologia médica para ajuda na modificação de sons de alarme de equipamentos médicos para um teste formal do júri. No teste do júri, os sons devem ser ouvidos como se fossem ouvidos em um ambiente realista, e como se o ouvinte estivesse em posições específicas dentro da sala. Os sons de alarme entregues pelo cliente foram gravados independentemente de qualquer ruído ambiente ou ambiente, por isso o objetivo deste projeto foi sintetizar sons que sejam verdadeiros a um ambiente realista. As gravações de ruído ambiente e as funções de resposta de impulso (IR) foram medidas em uma clínica médica. As gravações ambientais foram usadas para fornecer o “fundamento” nos sons sintetizados, onde as funções IR foram usadas para simular a posição do ouvinte dentro da sala para cada gravação. Os sons foram sintetizados e usados para desenvolver uma caixa de ferramentas de reprodução para o cliente usar no teste do júri.

Um fabricante de material de isolador de vibração precisava de ajuda no desenvolvimento de um procedimento de teste para determinar a transmissibilidade de suas amostras de material. Para medir com precisão a transmissibilidade de um isolador de vibração, o isolador deve ser carregado de forma realista, já que as propriedades do material dependem da carga estática da amostra. Desenvolvemos uma configuração de teste para medir a transmissibilidade sob várias cargas estáticas. As curvas da relação de transmissão (TR) foram medidas usando um martelo de impacto e acelerômetro modalmente sintonizados nas respostas nas partes “‘terrestre’ e “‘ativa’’ do conjunto do dispositivo. O método desenvolvido provou ser um processo simples e preciso para gerar curvas de transmissibilidade para materiais de isolador de borracha.