Técnica de modelagem numérica pelo método dos elementos finitos para estudo da resposta acústica veicular

Resumo

Este estudo aborda a técnica de modelagem da resposta acústica de um veículo automotor. Esta pesquisa discorre sobre a construção de modelos numéricos em elementos finitos para investigar o efeito da utilização de componentes móveis (capô, portas laterais e tampa do porta malas) na resposta acústica de um veículo. Para tanto, foram construídos dois modelos: um que abrange a utilização de todos os componentes móveis, e outro, que substitui cada componente móvel por elementos unidimensionais (1D), contendo apenas a massa e a inércia que representa cada um destes componentes. A resposta obtida em cada uma das etapas da simulação numérica é comparada com os resultados experimentais, a fim de validar o procedimento e compreender a significância da utilização de um modelo numérico simplificado e assim, validar um modelo simplificado capaz de reproduzir computacionalmente e de forma satisfatória a resposta acústica de um veículo. A utilização do referido modelo simplificado possibilita a indústria automotiva realizar estudos sobre a performance acústica de um veículo de forma antecipada, uma vez que não necessita esperar o desenvolvimento destes componentes. Como investigado nesta pesquisa, a influência de componentes móveis sobre a resposta acústica do modelo numérico completo é pequena quando comparado à resposta obtida pelo modelo simplificado.  Por meio de uma segunda análise, “Participação de Painéis”, é visto que a contribuição na resposta acústica final dos componentes móveis somados é inferior a 3dB.

Palavras-chave: Método dos Elementos Finitos. Análise Acústica. Participação de Painéis. Acústica Veicular.

ABSTRACT

Numerical modeling technique using the finite element method in vehicle acoustic response study

This study examines a modeling technique of the acoustic response in automotive vehicle. This research focuses on the development of numerical models in finite elements that investigate the effect of mobile components (hood, side doors and trunk lid) in the vehicle acoustic response. For this, two finite element models were constructed: one that encompasses the use of all the mobile components, and other that replace each component (hood side doors and trunk lid) by one-dimensional (1D) elements, containing only the mass and inertia that represent each component. The response obtained in each step of the numerical simulation is compared to the experimental results in order to validate the procedure and understand the significance of using a simplified numerical model. It is expected, at the end of the research that the validation of a simplified model is able to reproduce, computationally and satisfactorily the acoustic response of a vehicle. This simplified model enables the automotive industry to conduct studies on the acoustic performance of a vehicle in advance, once, it does not require waiting to develop these components. Thus, as investigated in this research, the influence of mobile components on the acoustic response of the complete numerical model is small when compared to the response obtained by the simplified model. By a second analysis, "Panels Participation" it was observed that the contribution at the final acoustic response of mobile components summed is less than 3dB.

Keywords: Finite Element Method. Acoustic Analysis. Panel Participation Technique. Vehicular Acoustics.