Optimizing sound and vibration test procedures

Otimização de procedimentos de teste de ruído e vibração

Serviços de engenharia para desenvolvimento de procedimentos e métodos, avaliação de júri, integração de dados de teste e CAE, desenvolvimento de banco de teste e treinamento.

Procedimentos de teste eficientes e eficazes para desenvolver e otimizar o desempenho de ruído e vibração de um produto tem grande impacto tanto na qualidade do produto final como na velocidade com que os produtos chegam ao mercado. Isso inclui assegurar que as ferramentas, procedimentos e métodos corretos sejam aplicados aos problemas e que os procedimentos não sejam desnecessariamente complicados. Mais importante ainda, os engenheiros e técnicos que fazem os testes precisam ter as habilidades certas para realizar o trabalho.

Trabalhamos com vários clientes em projetos como o desenvolvimento de procedimentos simplificados para estimar contribuições para ruído e vibração, integração de dados de teste e CAE para ajudar a melhorar a eficiência do processo de desenvolvimento de produto, desenvolvimento de método usando avaliação de júri e desenvolvimento de Bancos de teste personalizados para testes NVH. Na entrega do projeto, sempre garantimos que o cliente esteja devidamente treinado para continuar o trabalho de forma independente.

Aqui estão alguns projetos com os quais trabalhamos para otimizar seus processos, métodos e ferramentas:

Em carros de passageiros, os alto-falantes traseiros são normalmente instalados em um painel horizontal atrás do assento do passageiro chamado chapeleira. Um OEM automotivo precisava de ajuda para estudar as características vibratórias de baixa freqüência da chapeleira e desenvolver uma métrica objetiva que poderia ser usada na fase de projeto para minimizar o ruído de buzz, squeak e rattle (BSR) induzido pelo alto-falante. Para entender as variações de desempenho em toda a indústria, e para ajudar na definição de metas de nível de componente para a produção futura, os dados foram adquiridos em seis veículos diferentes. Foram adquiridos dados operacionais (com alto-falante) e excitação artificial (com martelo de impacto) para caracterizar as propriedades modais e vibratórias da chapeleira de cada veículo. A rigidez dinâmica, freqüências 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 de BSR induzido por alto-falante de chapeleira.

A comunidade cega está preocupada que os veículos estão se tornando muito calmo e inseguro para os pedestres com deficiência visual. Para avaliar procedimentos de testes 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 Federação Nacional da Cegueira da Califórnia, onde participaram voluntários cegos da conferência. Um veículo de motor de combustão foi convertido em um veículo elétrico e alto-falantes foram anexados em cada canto.

 

Esquema da configuração do teste

Exemplo de veículo passando pelos participantes cegos do júri

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

Referência: SAE paper 2009-01-2189 (na Biblioteca Técnica)


Um veículo comercial asiático OEM precisou projetar um pacote de tratamento acústico otimizado para um caminhão comercial.

Eles se aproximaram de nós para obter treinamento em métodos de teste NVH e estratégias de modelagem de análise estatística de energia (SEA). Trabalhando em cooperação com um parceiro da CAE, desenvolvemos e implementamos um plano de teste para decompor o ruído total dentro da cabine do caminhão em contribuições estruturais e aerotransportadas e desenvolver tratamentos acústicos interiores otimizados com custo e desempenho otimizados.

 

Um engenheiro do OEM do veículo estava no local com nossos engenheiros e o parceiro da CAE durante o projeto, para ser treinado no teste NVH e métodos SEA utilizados. Na conclusão do projeto, os resultados da NVH, os modelos SEA e as recomendações para a otimização de pacotes acústicos foram entregues ao cliente.

Referência 2 artigos apresentados no Internoise (San Francisco) - 2015

Um OEM automotivo norte-americano queria desenvolver um banco de teste de perda de transmissão acústica (TL) que permitisse testar um sistema de exaustão inteiro até 20 Hz.

Usando um tubo de impedância tipo 4206 como ponto de partida, nós projetamos e fabricamos uma fonte de ruído de baixa freqüência com saída de nível de pressão de som mais alta para permitir o teste de todo o sistema de escape com boa resposta de freqüência até 20 Hz. Além disso, desenvolvemos e fabricamos componentes necessários para conectar o sistema de exaustão aos diâmetros padrão de 100 mm e 29 mm do Tubo de Impedância. 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 objeto de teste. Na conclusão do teste, o OEM foi treinado para operar o suporte de teste e agora é capaz de realizar medições TL de forma independente.

Um OEM automotivo solicitou o desenvolvimento de uma ferramenta de decomposição e síntese de ruído de passagem. Métodos de ensaio e análise foram desenvolvidos para estimar o desempenho pass-by no nível do veículo a partir de dados de nível de componente, tanto de fontes físicas e/ou analíticas. Os métodos permitem a estimativa do ruído de passagem global do nível do veículo, juntamente com as contribuições para o conteúdo de frequência total e dominante de cada uma das principais fontes de ruído. Essas informações podem ser usadas de duas maneiras distintas. Em primeiro lugar, os níveis de ruído de passagem podem ser estimados para novas alternativas de projeto de nível de componente, a partir de testes físicos e/ou previsões analíticas. Em segundo lugar, pode ser especificado um nível de ruído de passagem alvo e pode ser calculado o desempenho acústico necessário para as fontes de ruído dominantes.

 

Para mais discussões sobre este tópico, consulte SAE 2011-01-1608.

Um OEM automotivo precisava aperfeiçoar o pacote acústico de seu caminhão de produção e remover correções redundantes que foram aplicadas pré e pós-lançamento para alcançar o desempenho NVH desejado.

Os objetivos do projeto foram

  • Otimizar o pacote NVH liberado para melhor custo e 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 analíticas.

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

 

Um OEM de veículo quis avaliar o efeito de qualidade de som (SQ) de um powertrain alternativo em um veículo de produção sem ter que realmente trocar o powertrain. Desenvolvemos um novo processo que alavancou um modelo experimental de tempo-domínio usando análise de fontes, caminhos e contribuições de ruído e vibrações (SPC) do veículo existente e powertrain. Isso nos permitiu trocar powertrains virtualmente. Diferentes motores poderiam ser praticamente implementados no modelo SPC e os resultados escutados e comparados com os alvos da plataforma estabelecidos. O objetivo principal do projeto era desenvolver um teste e processo de análise de dados completamente aberto aos engenheiros do OEM para substituir o método proprietário, baseado em freqüência, de um fornecedor. O novo processo pode ser usado para antecipar graves preocupações de qualidade de som ao integrar diferentes/novos powertrains em veículos de produção. O projeto demonstrou que a reconstrução do SPC do ruído interior no estado estacionário e os avanços no veículo testado com o powertrain 'virtualmente' troca corretamente com os dados medidos e, portanto, poderia ser confiável para avaliar o impacto SQ de um powertrain diferente no mesmo corpo.

 

Documento de referência

Um fabricante de material isolador de vibrações necessitou de assistência no desenvolvimento de um procedimento de teste para determinar a transmissibilidade de suas amostras de material. A fim de medir com precisão a transmissibilidade de um isolador de vibração o isolador deve ser realisticamente carregado, como 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 razão de transmissão (TR) foram medidas usando um martelo de impacto ajustado modalmente e respostas do acelerômetro nas partes "terra" e "ativa" do conjunto do dispositivo elétrico. O método desenvolvido provou ser um processo simples e preciso para gerar curvas de transmissibilidade para materiais isoladores de borracha.
Fomos abordados por um fornecedor de tecnologia médica para ajudar na modificação de sons de alarme de equipamentos médicos para um teste de júri formal. No teste de júri, os sons devem ser ouvidos como eles seriam ouvidos em um ambiente realista, e como se o ouvinte estivesse em posições específicas dentro da sala. Os sons de alarme emitidos pelo cliente foram gravados independentemente de qualquer ruído ambiente, então o objetivo deste projeto era sintetizar sons que são verdadeiros para um ambiente realista. As gravações de ruído ambiente e as funções de resposta ao impulso (IR) foram medidas numa instalação de clínica médica. As gravações ambientais foram usadas para fornecer o "background" 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 utilizados para desenvolver uma caixa de ferramentas de reprodução para o cliente para usar no teste do júri.
Uma subsidiária de um fabricante automotivo de veículos comerciais e caminhões leves nos escolheu para fornecer suporte e treinamento para powertrain, completo e teste modal do corpo de guarnição. As medições de vibrações estacionárias foram realizadas nas instalações do cliente na China. Testes modais de componentes e configurações de vários veículos foram realizados juntamente com as medidas de sensibilidade acústica e tátil do veículo para auxiliar nas correlações CAE do cliente. Nós treinamos o cliente em testes modal experimentais para que o cliente pudesse ultrapassar apenas tendo dados de função de resposta de freqüência. Além disso, o treinamento permitiu que o cliente continuasse a apoiar suas atividades de correlação CAE depois que este projeto foi concluído.
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