Noise & Vibration
Le vibrazioni strutturali possono essere fonte di molti problemi di prodotto; causano problemi di fatica e durabilità, così come vibrazioni indesiderate che possono dare luogo a rumore o a oscillazioni. Oltre a ciò, vibrazioni strutturali indesiderate possono impedire al prodotto di operare come necessario e diventano potenzialmente problematiche per la sicurezza.
NVH (Noise, Vibration, and Harshness) o N&V (Noise and Vibration): queste caratteristiche sono spesso percepite direttamente come tratto qualitativo di un prodotto ed è quindi uno degli obiettivi di performance maggiormente approfondito dal team di sviluppo per differenziarsi dalla concorrenza.
Con le funzionalità di analisi a elementi finiti e multibody offerte da MSC, è possibile prevedere il modo in cui un componente o un sistema vibreranno in differenti condizioni operative; per esempio come saranno percepiti il rumore del motore in accelerazione o a velocità di crociera da guidatore e passeggero e allo stesso tempo quanto verranno percepite le vibrazioni del veicolo su un terreno sconnesso.
MSC Software permette di effettuare svariati tipi di simulazioni N&V:
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Applicazioni Industriali:
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Applied impulse loading for a time NVH analysis ATV vibration analysis |
Comprendere le caratteristiche della vibrazione strutturale di un componente o un sistema richiede tipicamente di comprendere sia le caratteristiche della vibrazione naturale della struttura, detti anche modi di vibrazione, che il modo in cui la struttura risponde a fattori di carico esterni, solitamente riferiti alla risposta in frequenza e al carico transitorio. Le soluzioni NVH di MSC forniscono funzionalità per analisi modali lineari e nonlineari, transitorio e risposta in frequenza per componenti strutturali, sistemi e assemblati meccanici. Quando il rumore o la durabilità sono una questione di rilievo, le informazioni relative alla vibrazione possono essere utilizzate per analisi acustiche sul rumore interno o esterno e per analisi di fatica. |
Acoustic analysis of a muffler Acoustic radiation analysis of an engine Interior acoustics example |
MSC offre soluzioni e tecniche collaudate per simulare e prevedere l'acustica interna ed esterna. Per l'acustica interna MSC fornisce una simulazione accoppiata interazione fluido-struttura, che calcola la pressione all'interno di un campo limitato. Questo sistema viene utilizzato per calcolare la pressione sonora sperimentata dagli occupanti. Per l’acustica esterna, la soluzione fornisce un accoppiamento tra la vibrazione strutturale e tecniche di simulazione acustica esterna. Questa funzionalità viene utilizzata per analizzare il campo sonoro irradiato da una struttura vibrante in una singola analisi vibro-acustica. Con l’uso di elementi infiniti, non sono più necessarie le mesh relative al campo circostante la fonte acustica. In aggiunta al calcolo del livello di pressione del suono, MSC fornisce tecniche di analisi che consentono agli ingegneri di identificare quali componenti dell’insieme contribuiscono maggiormente a uno specifico rumore, procedimento detto “panel participation”. |
  FRF based approach used to analyze engine and tire loads |
Una sfida tipica nell’analisi NVH è identificare il percorso del flusso di energia dalla sorgente al punto di interesse. È utile per capire la fonte di vibrazioni indesiderate o rumore con largo anticipo nei tempi di assemblaggio del veicolo. MSC fornisce una metodologia basata sulla funzione di risposta in frequenza (FRF) per rispondere a questa esigenza. FRF rappresenta la risposta in frequenza dei componenti sottoposti a unità di carico ad una data frequenza. I risultati relativi alle FRF dei componenti possono essere combinati per ottenere le FRF degli assemblaggi di questi componenti. Un vantaggio di questo approccio è che si presta all’esecuzione di analisi delle vie di trasmissione (TPA). Tramite la TPA, è possibile tracciare il flusso di energia dalla fonte al ricevente. Questo consente di identificare percorsi critici e fonti di rumore. Per esempio, nell’immagine in alto a sinistra, la fonte di rumore è il motore, e in quella in basso il rumore è dovuto al carico dei pneumatici. Così, per capire e migliorare l’NVH del veicolo, è necessario effettuare un’analisi completa del sistema con i solutori scalabili di MSC Nastran. |
Connectors are specified between the trim body and the suspension at four locations |
Le caratteristiche NVH di importanza critica, cioè quelle percepite direttamente dall’utente, sono spesso legate alla progettazione dell’intero veicolo. Per simulare questi comportamenti, il modello di simulazione deve rappresentare un sistema pressoché completo del veicolo, cosa che può portare a modelli molto grandi che comprendano i sistemi meccanici e strutturali. Le soluzioni di MSC comprendono metodologie che modellano e simulano correttamente queste tipologie di modelli. Esse includono:
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