Impiego di tecniche multibody per la predizione della radiazione acustica e del comfort interno di veicoli per l'autotrazione

àˆ noto che i motori a combustione interna rappresentano la principale fonte di vibrazioni e di rumore presente all'interno di un autoveicolo. Quando si progetta un nuovo motore, ਠnecessario tener conto di diversi obiettivi che potrebbero essere considerati come dei veri e propri vincoli progettuali come, ad esempio, elevate prestazioni, peso contenuto, durata elevata, basso costo, bassi livelli di rumore e di vibrazioni, ecc. Questi obiettivi tuttavia sono di natura diversa e risultano spesso essere in conflitto tra loro (incrementare le prestazioni di un motore, ad esempio, non sempre ha un risvolto positivo sulle sue emissioni di rumore) ed ਠnecessario, quindi, raggiungere un buon compromesso ancor prima di realizzare un vero e proprio prototipo fisico. Negli ultimi anni a causa della crescente domanda di veicoli sempre pi๠performanti e confortevoli, e per restare al passo con la concorrenza, le case automobilistiche hanno fatto sempre pi๠ricorso all'uso di tecniche di modellazione CAE e di simulazione numerica con lo scopo di ridurre i tempi di sviluppo e velocizzare l'immissione sul mercato di nuovi prodotti. L'uso di tali tecniche ਠormai uno strumento indispensabile per i tecnici già  durante le prime fasi decisionali del processo di progettazione e ciಠਠparticolarmente vero nell'ambito dell'ottimizzazione NVH (Noise, Vibration, Harshness) di un sistema complesso come puಠessere un motore a combustione interna o un veicolo. I metodi di modellazione strutturale ed acustica permettono di stimare non solo le prestazioni del sistema in termini di forze e di durata, ma anche in termini di rumore e di vibrazioni, e sono diventati ormai gli strumenti chiave del processo di sviluppo, per soddisfare le esigenze dei clienti di veicoli confortevoli e rientrate nei limiti imposti dalle vigenti regolamentazioni. Questo ਠparticolarmente vero nel campo delle basse frequenze e ai bassi regimi di rotazione, dove le vibrazioni generate dal motore, trasmesse direttamente alla scocca per mezzo dei suoi ancoraggi, diventano un importante fenomeno di eccitazione e quindi di rumore all'interno dell'abitacolo. L'attività  di ricerca svolta e descritta nel presente lavoro di tesi ਠstata orientata verso due obiettivi principali: 1. studiare il comportamento vibroacustico di un prototipo di motore diesel multicilindrico e di stimarne il rumore radiato a partire dalla sola conoscenza dei dati geometrici in tutto il suo campo di funzionamento; 2. stimare il livello di rumore percepito dai passeggeri all'interno dell'abitacolo in un'analisi orientata a migliorare il comfort dei passeggeri, a partire dalle vibrazioni che il motore trasmette mediante gli ancoraggi alla scocca del veicolo. Entrambi gli obiettivi sono stati raggiunti mediante l'accoppiamento di differenti tecniche di simulazione numerica: la simulazione monodimensionale e quella della dinamica multi-body da un lato, hanno permesso di caratterizzare il comportamento dinamico del motore; mentre le note metodologie agli elementi finiti (FEM) e agli elementi di contorno (BEM) dall'altro, hanno permesso di caratterizzarne il comportamento vibro-acustico. Parallelamente all'attività  numerica, sono state svolte anche attività  sperimentali; in particolare analisi modali sperimentali sono state condotte su componenti motoristiche quali albero motore e blocco cilindri per la stima dei parametri modali, e analisi di vibrometria laser sono state condotte per la stima del livello di vibrazioni a cui ਠsoggetto un motore a combustione interna. L'esecuzione delle prove e i risultati ottenuti sono anch'essi descritti nel presente lavoro.