VIBROACUSTICA DEL VEICOLO: TESTING E SIMULAZIONE

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2019/2020
Docente
EMILIANO MUCCHI
Crediti formativi
12
Periodo didattico
Annualità Singola

Obiettivi formativi

Fornire strumenti e metodi avanzati di indagine sperimentale e numerica per affrontare le problematiche vibro-acustiche (NVH) e di comfort in ambito automotive.
Elaborare dati sperimentali vibro-acustici in modo autonomo per individuare le principali sorgenti di vibrazione e rumore in vettura e per risolvere problemi di comfort a bordo veicolo.
Utilizzare strumentazione d’avanguardia per la misura dell’impatto vibro-acustico di veicoli. Conoscere la propagazione acustica e vibratoria nei materiali per poter progettare interventi di riduzione del rumore e delle vibrazioni nei veicoli.
Simulare il comportamento dinamico-vibratorio di componenti meccanici complessi mediante tecniche ad elementi finiti e multibody.

Prerequisiti

Meccanica Delle Vibrazioni

Contenuti del corso

MODULO 1 Testing - (Primo Semestre)
La fisica alla base del fenomeno sonoro, definizioni delle principali grandezze acustiche, analisi in frequenza, propagazione del suono in campo libero e ambienti confinati, strumentazione e tecniche di misura.
Le modalità di generazione e propagazione del rumore nei sistemi meccanici automotive.
Analisi vibratoria sperimentale e analisi modale sperimentale di sistemi meccanici complessi: aspetti teorici e ricadute sperimentali.
Test sperimentali NVH in condizioni operative: rilievi di rumorosità interno abitacolo, rilievi accelerometrici, misure di pass-by.
Test sperimentali a veicolo spento: test di isolamento acustico, transfer path analysis, analisi modale sperimentale con eccitazione impulsiva e mediante utilizzo di shaker elettrodinamici, analisi FRF per stima della rigidezza dinamica.
Caratteristiche vibratorie di motori a c.i. e organi rotanti (waterfall plot, order tracking).
Test accelerati per analisi di affidabilità in componenti critici automotive (MIMO- SIMO testing).
Laboratorio: test vibro-acustici di veicolo in camera anecoica; analisi modale di telaio veicolo; test di rigidezza dinamica su componenti critici automotive; test accelerati su tavola vibrante, test acustici su componenti.

MODULO 2 Simulazione (Secondo Semestre)
Panoramica sulle principali tecniche di simulazione FEM/BEM/SEA applicate al veicolo;
Modellazione acustica FEM e applicazioni automotive (abitacolo, silenziatori);
Modellazione avanzata ad elementi finiti per lanalisi dinamica di componenti automotive quali telai veicolo e componenti critici;
Modelli teorici per la previsione delle proprietà acustiche dei materiali porosi e per sistemi multistrato;
Vibration suppression (dimensionamento e metodi di indagine sperimentale di antivibranti);
Active noise control.
Laboratorio: attività di simulazione in aula informatica con software FEM e applicazioni automotive
Seminari: durante il corso saranno organizzati seminari brevi tenuti da personale di aziende del settore automotive.

Metodi didattici

L’insegnamento prevede: lezioni frontali teoriche realizzate con l’ausilio di sistemi multimediali, esercitazioni pratiche e attività di laboratorio di gruppo inerenti test vibro-acustici su veicolo, analisi modale sperimentale di veicolo e test accelerati su tavola vibrante; seminari tecnici tenuti da specialisti e visite di istruzione presso aziende del territorio.
Prodotti attesi sono: relazioni tecniche inerenti i test sperimentali e le simulazioni numeriche condotte; una presentazione con slide da esporre oralmente in 15 minuti relativamente ad una tecnica sperimentale vibro-acustica fra quelle spiegate durante il corso (modulo 1) e una relativa alle simulazioni svolte durante le esercitazioni (modulo 2).

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dellapprendimento prevede una prova orale per ciascun modulo (testing e simulazione). La prova orale di ciascun modulo può essere sostenuto al termine delle lezioni di ciascun modulo, oppure in un'unica sessione al termine dei due moduli.
Ciascuna prova orale, finalizzata a verificare la comprensione e lapplicazione dei contenuti del corso, si compone di due parti: una esposizione orale di 15 minuti relativamente ad una tecnica vibro-acustica (sperimentale o numerica) fra quelle spiegate durante il corso, da tenersi in aula; una interrogazione relativamente ai temi trattati nel corso.
Lesame si intende superato se il punteggio delle due parti risulta almeno sufficiente.
Il voto finale risulta dalla media aritmetica dei voti ottenuti.

Testi di riferimento

Per lo studio/For study
Mechanical Vibrations (6th Edition), Singiresu S. Rao, ISBN-13: 978-0134361307.
Noise and Vibration Analysis: Signal Analysis and Experimental Procedures, Anders Brandt, ISBN: 9780470746448.
J. F. Allard, N. Atalla, Propagation of Sound in Porous Media: Modelling Sound Absorbing Materials, Second Edition, John Wiley & Sons, Ltd, 2009

Per l’approfondimento personale dei contenuti/For the personal deepening of contents:
Random Vibration and Shock Testing, Wayne Tustin.
Vibration monitoring, testing, and instrumentation, Clarence W. de Silva.
Vibration damping of structural elements, C. T. Sun, Y. P. Lu
Passive vibration isolation, Eugene I. Rivin
Vibration damping, control, and design, Clarence W. de Silva
Vibration: fundamentals and practice, Clarence W. de Silva
Modal analysis, Jimin He and Zhi-Fang Fu