Kopplung von Grenzflächenelement- und poroelastischer Materialsimulationsansatz zur Gestaltung effektiver akustischer Kapselungen für Fahrzeugkomponenten

Um die Innenrauschziele und Erwartungen für Fahrzeuge zu erfüllen, können Komponenten, einschließlich derjenigen, die mit Elektrofahrzeugen (EVs) zusammenhängen, effektiv an der Quelle mit einem Kapselungsansatz behandelt werden, um zu verhindern, dass akustische und Vibrationsquellen über mehrere Wege in den Fahrzeuginnenraum eindringen. Kapselungen können besonders nützlich sein, wenn es um tonale Geräuschquellen in EVs geht, die für elektronische Komponenten typisch sind. Diese Behandlungen umfassen Materialien, die Geräusche und Vibrationen an ihrer Quelle blockieren, aber Gewicht und Kosten für Fahrzeuge hinzufügen – die Optimierung und Sicherstellung, dass das verwendete Material minimiert, aber effizient bei der Geräuschreduzierung überall dort, wo es angewendet wird, ist von entscheidender Bedeutung. Tests sind wichtig, um die Quellpegel zu bestätigen und die Leistung einiger vorgeschlagener Konfigurationen zu überprüfen, aber ideale Kapselungsbehandlungen sind komplex und können nicht effizient durch trial-and-error-Tests erreicht werden. Simulation ist ein wichtiges unterstützendes Werkzeug, um Standort, Dicke und Eigenschaften der akustischen Kapselungsbehandlungen zu leiten, um die Ziele ohne zusätzliche Kosten oder Gewicht zu erreichen. Eine effektive Simulation berücksichtigt die Masse, Dämpfung und akustische Dämpfungseffekte der Kapselung mit feinen Details in allen Ausbreitungsrichtungen und in einem breiten Frequenzbereich, der dem entspricht, was einen Insassen am meisten beeinflussen wird, normalerweise bis zu 10 kHz. In diesem Papier wird ein Ansatz vorgestellt, der ein Grenzflächenelementverfahren (BEM) mit einer poroelastischen Materialdarstellung (PEM) koppelt, die die Kapselung berücksichtigt und alle Masse-, Dämpfungs- und akustischen Dämpfungseffekte auf eine Basisstruktur modelliert, die klassisch durch ein Finite-Elemente-Verfahren (FEM) modelliert wird. Die Modellierungsmethoden werden beschrieben und representative Vergleiche zwischen nackter und kapselungsgeschützter akustischer Übertragung werden gezeigt. Anwendungs Empfehlungen werden gegeben und die nächsten Schritte zur fortgeschrittenen Verwendung der Methode werden präsentiert, die zur Charakterisierung von Quellen geeignet ist, die durch Kapselung gedämpft werden und zur Simulation von Innen- und Außengeräuschen von Fahrzeugen verwendet werden können.