otimização da resposta em sistemas vibroacústicos
TRANSCRIPT
Otimização da Resposta em Sistemas Vibroacústicos
Walter Jesus Paucar Casas (orientador) [email protected]
Grupo de Mecânica Aplicada – DEMEC – EE - UFRGS
Visando futuramente realizar a otimização de uma cabine de automóvel abordando conforto vibro acústico, foram realizadas otimizações da resposta em frequência em um ponto de interesse de dois sistemas - estrutural puro e acoplado fluido-estrutura -, modificando as espessuras do domínio estrutural.
Programas utilizados Foram utilizados os programas MSC.Patran para pré e pós processamento das simulações de análise da resposta, e o MSC.Nastran para análise e otimização da resposta.
Caso I : Chapa Retangular
Foi otimizada uma chapa engastada em um dos seus lados sob excitação de uma força de 4.448N(1lbf) em um nó da malha próximo à borda (nó 11) e no nó 33 foi extraída a resposta sob uma frequência de 134hz, com um passo de 20hz para a excitação da força na função. Após, esse caso foi analisado para variações de 4hz e 1 hz.
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Conclusões
DEMEC – Departamento de Engenharia Mecânica GMAP – Grupo de Mecânica Aplicada
Rua Sarmento Leite, 425 – CEP:90050-170 – Porto Alegre – RS Fone: 3308-3785 http://www.mecanica.ufrgs.br/gmap
Resultados
Referências
•De Mello, R., 2003. Análise da sensibilidade do campo acústico veicular à excitação do sistema de transmissão. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, Brasil, 245 p. •Msc.Software, 1996. NAS115 Fluid-structure analysis using MSC.Nastran. Course Notes. The MacNeal-Schwendler Corporation. • MSC.Nastran 102 Exercise Workbook. • NAS107 - Design Sensitivity and Optimization in MSC.Nastran v2005 Seminar Notes Volumes 1 e 2. •NAS 107 - Design Sensitivity and Optmization in MSC.Nastran v2005 r2 Seminar Workbook. •Marburg, S. Developments in Structural-Acoustics Optimization for Passive Noise Control, Archives of Computational Methods in Engineering, v. 4, p. 291-370, 2002.
Metodologia
Objetivos
Caso II : Cavidade Hexaédrica Sob Chapa Quadrada
Parâmetros As variáveis são as espessuras de cada elemento de malha estrutural, a restrição do sistema é que o volume total da chapa deve variar entre 90% e 110% do original, e a função objetivo é definida para reduzir o deslocamento u de um nó em uma frequência pré-determinada. Também consideram-se valores limites superiores e inferiores sobre as espessuras estruturais.
Foi otimizado um sistema fluido estrutura composto por uma chapa quadrada apoiada nos seus quatro vértices e uma cavidade hexaédrica. A chapa sofreu excitação de uma força em um nó (nó 30) e no nó 41 foi extraída a resposta sob uma frequência de 207hz.
Figura 9. Otimização chapa engastada, nó 33.
Figura 10. Otimização cavidade sobre chapa, nó 41.
Figura 3. Chapa engastada
Figura 4. Chapa engastada - malha
Figura 7. Cavidade hexaédrica
Figura 8. Cavidade hexaédrica - malha
Figura 5. Chapa quadrada.
Figura 6. Chapa quadrada - malha.
Figura 1. Função Caso I
Figura 2. Função Caso II
Ambas as otimizações foram um sucesso e muito satisfatórias. Elas podem servir como base para uma futura otimização de uma cabine veicular, na qual a pesquisa teria uma aplicação mais direta ao mercado de trabalho.
Luan Gasparetto Fontanella [email protected]