Simulação empregando análise estatística de energia (SEA) e verificação experimental de perda de transmissão sonora de um painel sanduíche

Abstract

O presente trabalho avaliou numérica e experimentalmente a perda de transmissão sonora de painéis sanduíches com núcleo tipo colmeia utilizados internamente em aeronaves. Para tal, modelos numéricos foram desenvolvidos utilizando a metodologia de Análise Estatística de Energia (SEA) através do software SEAM3D e os resultados numéricos foram correlacionados com os resultados obtidos experimentalmente através do auxílio de duas câmaras reverberantes adjacentes. Para correlacionar o modelo, foi obtido experimentalmente às constantes elásticas de cada uma das camadas do painel sanduíche. Realizou-se um ensaio de análise modal experimental em uma placa plana e em uma viga, sendo esta última de acordo com a norma ASTM E 1876 - 01. Neste ensaio apurou-se que a norma ASTM E 1876 - 01 é ineficaz para a caracterização de painéis sanduíches com núcleo tipo colmeia. Foi construído um modelo de elementos finitos da amostra tipo placa utilizando os softwares PATRAN-NASTRAN e as propriedades mecânicas foram ajustadas através das formas e frequências modais obtidas numérica e experimentalmente. Também, fora alimentado o modelo de elementos finitos com as constantes elásticas fornecidas pelo fabricante do painel sanduíche, as quais proporcionaram erros de até 25% entre as frequências modais. Os fundamentos teóricos de materiais compostos, perda de transmissão sonora e análise estatística de energia são também apresentados

This study evaluated numerically and experimentally the sound transmission loss of honeycomb panels used to cover aircrafts internally. For this, numerical models were developed using Statistical Energy Analysis Methodology (SEA) through of SEAM3D software and the numerical results were correlated with those obtained experimentally using as facility, two couple reverberation rooms. For match the model, the elastic constants for each layer of the honeycomb panel were obtained experimentally. Tests of experimental modal analysis were conducted on a flat plate and beam, for the beam, the tests were made in accordance with ASTM 1876 - 01 Standard. In this way it was found that this Standard is ineffective for characterization of honeycomb panels. A finite element model (FEM) of a plate was built using PATRAN-NASTRAN softwares and the mechanical properties were matched through of the modal shapes and frequencies obtained numerically and experimentally. The elastic constants provides by manufacturer of a honeycomb panel were assessed in this thesis using the same FEM, which have shown errors around of 25% between the modal frequencies. The theoretical foundations of composite materials, sound transmission loss and statistical energy analysis are also presented