Contribución de caminos de transmisión
Para construir vehículos confortables, es importantísimo identificar las fuentes de las emisiones vibroacústicas que los ocupantes pueden oír y sentir. En esto consiste la solución de contribución de caminos de transmisión (en Inglés Source to Path Contribution o SPC) de HBK que es aplicable tanto a la rumorosidad en el interior del habitáculo como al ruido exterior.
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. Para mejorar la experiencia de un vehículo —cumpliendo en todo momento la normativa—, no basta con limitarse a medir niveles y ver qué sensaciones producen en los usuarios. 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 caminos de transmisión y dominio temporal
¿Cuál es el verdadero problema? ¿Una fuente muy ruidosa o una ruta de transmisión muy directa? Cuando un fabricante quiere refinar un vehículo, surgen muchas preguntas técnicas como esta. El análisis de contribuciones de caminos de transmisión (SPC) —también conocido como análisis de caminos de transferencia (en Inglés Transfer Path Analysis o TPA)— es una técnica que permite evaluar cómo contribuyen al ruido presuntas fuentes de sonido o vibración, siguiendo diferentes caminos acústicos o vibroacústicos 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. Este análisis puede identificar cuáles son las fuentes dominantes en un punto de recepción dado y, por tanto, ayuda a optimizar el impacto de las medidas de atenuación. 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 los caminos. Esto, a su vez, sirve para definir niveles objetivo para componentes de fuentes individuales o para los caminos 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 caminos 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 caminos 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.
PRODUCTOS RELACIONADOS
- BK Connect Modelo 8441-D
- Micrófono de superficie Modelo 4949
- Micrófono de 20 kHz para array Modelo 4985
- Micrófono de campo libre de 1/2" Modelo 4189-A-021
- Sistema de adquisición LAN-XI
Contribución de caminos de transmisión al ruido y las vibraciones en el habitáculo
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 los caminos 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
La configuración típica está formada por el software de adquisición de datos BK Connect con SPC Viewer (7798-A), Time domain SPC (7798-E), el software Insight 8601-S y el sistema de adquisición LAN-XI. Insight puede utilizarse para reproducir de forma interactiva y analizar resultados SPC experimentales, híbridos o puramente analíticos obtenidos mediante CAE.
También es muy recomendable utilizar equipos de reproducción de sonido binaural de alta calidad; podemos asesorarle en ese sentido. 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.
Productos relacionados: