Creare un’automobile più silenziosa
I produttori automobilistici sono alla continua ricerca di nuovi modi per ridurre il rumore, la vibrazione e la ruvidità (noise, vibration and harshness, NVH) e per migliorare il comfort dei guidatori. In effetti, i consumatori spesso dichiarano che la silenziosità di un veicolo è un fattore importante per il suo acquisto. Pertanto, la riduzione di NVH può rappresentare un vantaggio competitivo importante per un particolare tipo o marca di automobile. Tuttavia, prevedere accuratamente la NVH di un veicolo resta estramente difficile. Al fine di ottenere una previsione numerica precisa della NVH, sono necessarie analisi dettagliate delle vibrazioni strutturali del veicolo su scala dettagliata. Ciò è complicato dal fatto che anche un cambiamento minimo di un parametro del veicolo può portare ad alterazioni importanti nella sua funzione di risposta di frequenza. Inoltre, la vasta gamma di materiali utilizzati per produrre un veicolo, per non parlare dell’accoppiamento complesso dei vari componenti, pongono enormi sfide alla simulazione della NVH di un intero veicolo. Per affrontare queste sfide, i produttori di veicoli hanno bisogno di tecniche di modellizzazione della NVH solide ed efficienti – ed è proprio questo che ha fornito il progetto MHIVEC, finanziato dall’UE. “I metodi esistenti non sono abbastanza solidi per le frequenze oltre i 500 Hz e non si inseriscono in modo naturale nell’ambiente di simulazione CAE, in cui i dati strutturali sono forniti tramite specifiche a maglie,” spiega il coordinatore del progetto, David Chappell. “Il progetto MHIVEC ha superato questi problemi introducendo un nuovo strumento sviluppato e verificato dai membri accademici di questo progetto.” Un nuovo strumento per l’analisi vibro-acustica Insieme a due PMI specializzate e il produttore di automobili Jaguar Land Rover, questo consorzio interdisciplinare e intersettoriale di accademici e industriali è riuscito a sviluppare il primo strumento basato su black-box e maglie per l’analisi vibro-acustica di un veicolo completo. Basandosi sull’innovativo metodo DFM (Discrete Flow Mapping), i ricercatori del progetto hanno sviluppato un nuovo strumento di simulazione per prevedere la NVH delle strutture meccaniche. “La capacità del DFM è stata estesa notevolmente durante il progetto, rendendolo sostenibile sia per la modellizzazione della struttura di un veicolo completo, sia commerciabile come prodotto software in un pacchetto intuitivo con interfacce per altri strumenti software diffusi,” spiega Chappell. Secondo Chappell, uno dei principali risultati è stato lo sviluppo di varie tecniche per l’assemblaggio di sottostrutture a maglie in un modello strutturale completo. Queste tecniche includono lo sviluppo di una controparte DFM degli RBE (Rigid Body Element) usati nei modelli FEM (Finite Element Method). “Ciò si è rivelato inaspettatamente problematico in quanto nel FEM, gli RBE descrivono connessioni tra nodi, mentre il DFM si basa sulla modellizzazione del flusso di energia attraverso le interfacce,” dice. L’automobile silenziosa del futuro Come risultato di questo lavoro, il progetto ha trasformato l’analisi del rumore e della vibrazione dallo stadio di ricerca e sviluppo, in uno strumento rapido e affidabile per aiutare gli ingegneri a progettare i veicoli di domani. Non solo ha notevolmente aumentato il livello di conoscenza industriale riguardante il DFM, ha altresì portato allo sviluppo di uno strumento software DFM commerciabile che attualmente viene prodotto da inuTech GmbH. “Il progetto MHIVEC è un ottimo esempio di come le imprese e i cittadini europei possono trarre vantaggio dalla collaborazione accademico-industriale finanziata dall’UE,” dichiara Chappell. “Questa collaborazione non ha soltanto rafforzato le imprese dell’UE, ma ha anche creato diversi nuovi posti di lavoro.”
