Un automóvil más silencioso

Para obtener una predicción matemática precisa del nivel ruido, vibración y dureza (NVH) de un vehículo es necesario ejecutar un análisis detallado de las vibraciones estructurales de éste a escalas muy pequeñas. Esto resulta aún más complicado si se tiene en cuenta que incluso los cambios mínimos a un parámetro del vehículo pueden cambiar enormemente su función de respuesta de frecuencia. Es más, la amplia gama de materiales utilizados en la fabricación de un vehículo, por no mencionar las intrincadas uniones entre cada componente, ofrecen un reto de enorme envergadura para la simulación del NVH de un vehículo al completo.

Para superar estas adversidades es necesario contar con técnicas de modelización sólidas y eficaces como las propuestas por el proyecto financiado con fondos europeos MHIVEC. “Los métodos actuales nos son sólidos para frecuencias superiores a los 500 Hz y no se ajustan de forma natural al entorno de simulación de CAE, donde los datos estructurales se generan mediante especificaciones de malla”, explica David Chappell, coordinador del proyecto. “El proyecto MHIVEC superó estos problemas mediante la introducción de una herramienta nueva desarrollada y probada por los miembros académicos del proyecto”.

En colaboración con dos pymes especializadas y el fabricante de automóviles Jaguar Land Rover, este consorcio interdisciplinario e intersectorial de los ámbitos académico y comercial desarrolló la primera herramienta de caja negra y malla para el análisis vibroacústico de una carrocería al completo.

Partiendo del método innovador Discrete Flow Mapping (DFM), los investigadores del proyecto crearon una herramienta de simulación nueva para predecir el NVH en estructuras mecánicas. “La capacidad del DFM se amplió considerablemente gracias al trabajo del proyecto, logrando su viabilidad para la modelización de la estructura completa de un vehículo y su comercialización como producto de software en un paquete sencillo de utilizar con interfaces para otras herramientas de software populares”, explica Chappell.

Según Chappell, un gran logro del proyecto fue la creación de varias técnicas para componer subestructuras de malla en un modelos estructural completo. Estas técnicas incluyen el desarrollo de un DFM para los elementos rígidos de la carrocería (RBE) utilizado en modelos de Métodos de Elementos Finitos (FEM). “Esta labor fue especialmente difícil dado que en FEM, los RBE describen conexiones puntuales entre nodos, mientras que DFM se basa en modelar flujos de energía a través de interfaces”, explica.

Gracias a este trabajo, el proyecto catapultó los análisis del ruido y las vibraciones desde la fase de investigación y desarrollo a una herramienta fiable, rápida y cotidiana para ingenieros dedicados a diseñar los coches del futuro. Su labor ha aumentado considerablemente el conocimiento que se posee en la industria sobre el DFM y además ha dado lugar al desarrollo de una herramienta comercial de DFM producida ya por inuTech GmbH. “El proyecto MHIVEC es un ejemplo excelente de cómo las empresas y los ciudadanos europeos pueden beneficiarse de colaboraciones entre la academia y la industria gracias a los fondos aportados por la UIE”, concluyó Chappell. “Esta colaboración, además de reforzar el tejido empresarial europeo, ha creado empleo”.