Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/39283
Type: Dissertação
Title: Aplicação conjunta do método dos elementos finitos e da análise estatística de energia ao estudo vibroacústico de estruturas acopladas
Authors: Rangel Moura Barbosa
First Advisor: Eduardo Bauzer Medeiros
First Referee: Alexander Mattioli Pasqual
Second Referee: Marcus Antonio Viana Duarte
Abstract: Desenvolveu-se uma metodologia para caracterizar o comportamento vibroacústico de painéis. A Análise Estatística de Energia (SEA) foi escolhida tendo em mente aplicações típicas de engenharia, particularmente aquelas frequentemente encontradas em veículos rodoviários e aéreos. O objetivo é desenvolver uma ferramenta que proporcione a flexibilidade necessária tanto na configuração quanto na escolha dos parâmetros sistema analisado. O SEA foi implementado em combinação com procedimentos do Método de Elementos Finitos (FEM) para melhorar a capacidade de lidar com uma variedade de configurações diferentes, levando também em consideração a faixa de frequência, sendo o SEA a escolha para problemas de alta frequência. A metodologia abordou o problema levando-se em consideração como os parâmetros influentes, tais como: amortecimento, densidade modal, condições de contorno e a excitação, modificam a energia transmitida pela estrutura. O objetivo pretendido foi a determinação de como as ondas de flexão se propagam através de estruturas acopladas, uma consideração crucial em problemas vibroacústicos. A metodologia foi implementada em uma configuração de painel típica para a qual os resultados experimentais de outros autores estavam prontamente disponíveis, fornecendo assim um meio de validação adicional. A configuração analisada consistiu em dois painéis conectados a 90 graus por meio da chamada junção L, considerando uma ligação contínua. Utilizou-se a abordagem de onda e a análise estatística de energia experimental (ESEA) com FEM, a fim de investigar a influência dos parâmetros do modelo e para cada condição de simulação escolhida, no que diz respeito às variáveis do nível de energia transmitido e ao fator de acoplamento. A análise da transmissão aerotransportada no painel também foi investigada, introduzindo as considerações relacionadas aos diferentes caminhos de transmissão associados ao fator de acoplamento. Finalmente, a metodologia proposta permite a determinação de como o procedimento de configuração e simulação afetam os resultados finais, proporcionando uma ferramenta útil de análise e projeto vibroacústico.
Abstract: A methodology to characterize the vibro-acoustic behavior of panels has been developed. The Statistical Energy Analysis (SEA) was chosen having in mind typical engineering applications, particularly those often found in road and aerial vehicles. The objective is to develop a tool that provides the needed flexibility in both configuration and in the choice of parameters for the analyzed system. SEA was implemented combined with Finite Element Method (FEM) procedures in order to improve the ability to cope with a variety of different configurations, also taking into account the frequency range, SEA being the choice for high frequency problems. The methodology addresses the problem taking into account how the influencing parameters, e.g.: damping, modal density, boundary conditions and the excitation, modify the energy transmitted through the structure. The targeted focus was the determination of how flexural (bending) waves propagate through coupled structures, a crucial consideration in vibro-acoustic problems. The methodology has been implemented in a typical panel configuration for which experimental results from other authors were readily available, thus providing an additional validation means. The analyzed configuration consisted of two panels connected at 90 degrees using the so-called L junction, considering a line connection. Both wave approach and the experimental statistical energy analysis (ESEA) with FEM were used, in order to investigate the influence of the model parameters and for each chosen simulation condition, with respect to the transmitted energy level variables and the coupling factor. Airborne transmission analysis in the panel was also investigated, introducing the considerations related to different transmission paths associated with the coupling factor. Finally, the proposed methodology enables the determination of how the configuration and simulation procedure affect the results hopefully providing a useful analysis and design vibro-acoustic tool.
Subject: Engenharia mecânica
Acoplamentos
Método dos elementos finitos
Vibração
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Rights: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/39283
Issue Date: 28-Jul-2021
metadata.dc.description.embargo: 28-Jul-2022
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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