Mediciones ópticas que impulsan el progreso

Hoy en día, el desarrollo automotriz está impulsado por la necesidad de niveles de eficiencia cada vez mayores.

La construcción ligera, la electrificación y la reducción de tamaño son los “factores” característicos en la industria. Por lo que la validación de pruebas y la tecnología de medición utilizada acortan la brecha entre el mundo virtual (simulación) y el mundo real de los prototipos.

La tecnología de medición de vibración óptica de los vibrómetros Polytec garantiza datos no intrusivos con una calidad que satisface los altos estándares de simulación y eficiencia, que se encuentran en las operaciones de prueba diarias; incluso para estructuras livianas.

La tecnología de medición de Polytec se puede utilizar de forma versátil, por ejemplo, en el banco de pruebas, en la prueba modal, en la acústica del vehículo o en el desarrollo de sensores.

Incluso, si no todo va según lo previsto, con los vibrómetros de Polytec siempre puedes estar seguro de que obtendrás datos confiables con capacidad de decisión y visualización rápida de problemas.

Haciendo vehículos mucho más silenciosos

Los zumbidos, chirridos y traqueteos son problemas acústicos típicos que se encuentran en los vehículos, y particularmente en los vehículos livianos. Este tipo de sonidos son una fuente de irritación para los clientes finales y en consecuencia, deben eliminarse.

El término NVH (ruido, vibración y dureza) es un término general que se usa para referirse a todas aquellas medidas que mejoran la comodidad acústica de conductores y pasajeros por igual.

El desarrollo de productos silenciosos y de baja vibración es una tarea conjunta de simulación y prueba.

Los vibrómetros de barrido de Polytec permiten descubrir fuentes de radiación de sonido cuantitativamente y con una alta resolución espacial.

Las mediciones de contribución de panel inverso y la calificación de los materiales de amortiguación son mucho más fáciles con el proceso de escaneo automático.

Se puede usar un vibrómetro de exploración para examinar la fuente de la excitación del sonido en detalle y al hacerlo, identificar las rutas de transmisión de sonido transmitidas por la estructura y la forma de deflexión causal.

La visualización en 3D de las formas de deflexión operacional ayuda al ingeniero de NVH a generar rápidamente ideas para resolver el problema, incluso antes de que comience la producción.

El cuerpo del automóvil

El corazón del diseño y la marca de cualquier vehículo está en su cuerpo. No solo tiene que verse bien, sino que también debe liderar la seguridad y la comodidad de los pasajeros al tiempo que proporciona la base para la excelencia de NVH.

Para un fabricante tener las herramientas adecuadas para evitar costosas iteraciones de reequipamiento es tan importante como obtener el diseño por adelantado para no llevar las falsas suposiciones de CAE a las generaciones futuras.

 

 

Una estructura ligera

Con la severidad de los estándares de consumo de gasolina aumentando rápidamente, se produce un cambio requerido en el proceso de ingeniería aplicado a las estructuras corporales. El aligeramiento es una de las claves para cumplir con estos estándares crecientes.

El aligeramiento con nuevos materiales y técnicas de unión pueden tener efectos adversos en la creación de rendimiento NVH, lo que genera nuevos retos para la ingeniería de NVH. Esto se ve agravado por la dificultad de modelar estas nuevas estructuras corporales con CAE.

La adopción de herramientas rápidas de validación y actualización de CAE de Polytec es fundamental para el rápido desarrollo de nuevos vehículos para el desempeño estructural y NVH.

El Body-in-White

Un enfoque importante de los esfuerzos de reducción de peso es en el Body-in-White.

Es importante considerar que la extracción del material de la estructura de seguridad primaria debe hacerse con cuidado. La seguridad solo se puede garantizar con una combinación de planificación analítica y verificación experimental.

Hoy este reto es más grande que nunca. Con los nuevos materiales ligeros y las diferentes técnicas de unión, como el pegado y el remachado, las condiciones de contorno se entienden menos.

Las técnicas CAE hacen aproximaciones que deben verificarse en aplicaciones reales para garantizar que el Body-in-White siga el diseño. Esto es particularmente crítico en el rápido proceso de diseño a la construcción de hoy en día, en el que cada fabricante está adaptando un cuerpo y un modelo anteriores para crear uno nuevo. Cuanto mejor se verifique el proceso analítico en el modelo actual, más precisos serán los modelos siguientes.

En una prueba modal, la tecnología láser de escaneo 3D de Polytec permite una mejor comprensión de este proceso. Las ubicaciones de los nodos de análisis preciso de elementos finitos (FEA) se pueden fijar mediante mediciones tanto analíticas como experimentales que permiten una actualización rápida y precisa del modelo FEA, evitando costosos errores a largo plazo.

Si bien el peso ligero es importante para cumplir con los estándares de ahorro de combustible, los fabricantes diferencian los valores de marca a través del NVH y dinámicas de conducción. En esta época, los consumidores no quieren comprometer uno por otro y la ingeniería eficiente es la clave para cumplir con ambos.

Con estructuras Body-in-White ligeras, las preocupaciones de NVH ahora se extienden al intervalo de frecuencia media.

Anteriormente, la respuesta acústica hasta el rango de kHz se trató agregando masa para bloquear las transmisiones de ruido, lo que claramente no es posible cuando el objetivo principal es aligerar el peso.

Esto es aún más difícil de abordar si consideramos que estas frecuencias son imposibles de cuantificar con los transductores de contacto. Sin embargo, mediante el uso de un láser, el ingeniero de pruebas no solo puede evitar el alias espacial, sino que también evita agregar una carga en el esquema de mediciones, lo que reduce las incertidumbres en el producto final.

Las preocupaciones de zumbidos, chirridos y traqueteos también entran en juego, en particular con estructuras remachadas. Encontrar estas áreas de preocupación al inicio del proceso permite una solución rápida en lugar de costosas reclamaciones de garantía.

Al mismo tiempo, el proceso que utiliza un láser puede automatizarse, lo que permite una comparación rápida del mismo automóvil o estructura con diferentes tratamientos que dan como resultado una optimización más rápida de la amortiguación y otros remedios que inhiben el NVH.

Los resultados de las mediciones con láser son fáciles de entender, lo que ahorra tiempo en el proceso de ingeniería.

La información de CAE se puede acumular permitiendo un producto final más cercano en el primer diseño cuando las incertidumbres del pasado se eliminan del proceso, lo que permite la optimización del modelo no solo para la respuesta estructural, sino también de NVH.

 

 

Análisis y mapeo de vibración sin contacto

El vibrómetro PSV-500 es extremadamente eficiente, con una plataforma fácil de integrar que optimiza tu ciclo de desarrollo de productos, acortando en gran medida el tiempo de lanzamiento al mercado y mejora la calidad del producto.

Sus formatos intercambiables y su interfaz de datos abiertos te permiten integrarlo perfectamente en el flujo de trabajo CAE. De esta manera, puedes controlar el PSV-500 mediante una interfaz documentada hacia aplicaciones externas.

  • Simula
    • Fuentes y objeto de las mediciones
    • Validación de modelos
  • Define puntos de escaneo
    • Con geometría importada o medirlo directamente con el sensor geométrico integrado
    • Sensor virtual – los requerimientos CAE determinan la ubicación y número de punto
    • Se puede aplicar incluso en pequeñas estructuras
  • Define parámetros de medición
    • Los requerimientos determinan los parámetros
    • Óptima configuración del ancho de banda, capacidad MIMO, generador de señal, dominio de tiempo y frecuencia

Medición de vibración en 3D completamente automática

Con la combinación de vibrómetros de escaneo 3D y un robot industrial, Polytec cuenta con una estación única de medición automática: el RoboVib, ideal para una amplia variedad de mediciones – desde componentes complejos hasta todo el cuerpo de un vehículo.

Con el RoboVib puedes adquirir de forma automática los datos necesarios para un análisis modal que es indispensable para el desarrollo de nuevos productos.

No importa si tu objetivo es desarrollar productos silenciosos y de baja vibración o partes con una firma de sonido específica, los vibrómetros de exploración de Polytec te permite detectar y analizar fuentes de sonido o vibración cuantitativamente con una alta resolución espacial, la visualización 3D te ayuda a entender las vibraciones que dan lugar a la acústica deseada o no deseada.

 

 


Referencia: Polytec/Vibrometry/Areas of Application/Automotive/NVH, documento en línea en: https://www.polytec.com/us/vibrometry/areas-of-application/automotive/$nvh/

Automotive, Optical Measurement That Drive Progress, página 8-10, documento en línea en: https://www.polytec.com/fileadmin/d/Vibrometrie/OM_CF_Automotive_E_42357.pdf

Último acceso: junio 2019


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