Modelo vibroacústico do tanque de uma lavadora de roupa

Abstract

Este trabalho aborda o desenvolvimento de modelos vibroacústicos do tanque de uma máquina de lavar. Primeiramente, foi desenvolvido e validado o modelo do tanque na condição livre utilizando o método de elementos finitos (FEM). Posteriormente, foi acoplado a este um modelo devidamente validado do motor da máquina de lavar. Foram desenvolvidos três modelos acústicos da resposta e radiação sonora do tanque. No modelo referência foi empregado FEM, utilizando acoplamento fraco para importar as respostas de velocidade do modelo estrutural do tanque e calcular a potência acústica radiada para o infinito bem como a eficiência de radiação. Subsequentemente foi desenvolvido um modelo híbrido FEM-analítico, utilizando a eficiência de radiação do tanque e a velocidade quadrática média espacial e no tempo, obtida do modelo estrutural FEM, para calcular a potência sonora radiada. Por fim, foi desenvolvido um modelo híbrido FEM-SEA, onde se utilizou um modelo simplificado do tanque para obter a energia vibratória do motor e inserir este como dado de entrada no modelo SEA e calcular a potência sonora radiada pelo tanque. Com o modelo híbrido FEM-analítico obteve-se uma redução de 50% no tempo de processamento do modelo vibroacústico, e o modelo FEM-SEA apresentou tempo de processamento seis vezes menor.

Abstract: This work covers the development of washing machine tub vibroacustic model. Firstly, it was developed and validated the tub model in the free condition using the finite element method (FEM). Then, it was coupled to this model the, already validated, electric motor model. Three acoustic models were developed. In the reference model was employed FEM, where weak coupling was used to import the velocity load from the structural model and calculate the radiated sound power level as well as the radiation efficiency. Subsequently, a FEM-analytical model was developed, it was used the tub radiation efficiency and the time and space averaged square velocity obtained in the structural FEM model to calculate the radiated sound power. Lastly, a FEM-SEA hybrid model was developed, it was used the simplified tub coupled to the motor structural model to calculate the motor vibration energy, and use it as an input data in the SEA model and calculate the radiated sound power. In the FEM-analytical model the elapsed time needed to solve the vibroacoutic model was reduced by half, and in the FEM-SEA it was six times smaller.