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NOVEM2015 - NOISE AND VIBRATION: EMERGING TECHNOLOGIES http://novem2015.sciencesconf.org
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Analisi di Procedure Numeriche Innovative per il Legame tra Metodologie Vibroacustiche Energetiche e Deterministiche.
No full textDa un esame di dettaglio dei riferimenti bibliografici specifici si evince in maniera chiara che le problematiche vibroacustiche debbono ancora essere investigate a fondo, come d’altronde evidenziato nella parte generale redatta dal responsabile scientifico dell’intero progetto. Infatti, a dispetto della estesa applicabilità delle tecniche statistiche ed energetiche avvenuta negli ultimi anni, sono ancora molti i punti che devono essere analizzati sia teoricamente che sperimentalmente. E’ pur vero che le stesse tecniche deterministiche possono e devono essere integrate al fine di consentire una completa procedura di modellazione vibroacustica, in cui ogni metodo applicabile fornisca i migliori risultati attesi. Non è il caso qui di dettagliare tutti i punti che sono oggetti di ricerca per le metodologie vibroacustiche predittive. Si vuole solo delineare il quadro in cui si muoverà la presente unità di ricerca, di concerto con l’intero progetto. Innanzitutto, all’avvio del programma, si concorderà un test-case con tutte le altre unità di ricerca allo scopo di creare un archivio di prove e risultati da usare come confronto e/o validazione per le tecniche ed i modelli che si andranno a sviluppare. Si analizzerà questo test-case con l’aiuto di AutoSEA2 (commerciale) e di FreeSEA (freeware) in modo da valutare il livello di qualità dei dati previsionali. La seconda fase del programma vedrà lo studio e l’applicazione della tecnica di scalatura basata sul metodo degli elementi finiti ad alcuni modelli campione, tra cui il test-case prima citato. Questa tecnica è basata sul semplice principio di ridurre le dimensioni geometriche dell’oggetto non coinvolte nella trasmissione dell’energia, ed al contempo innalzare il livello di smorzamento in modo da realizzare una struttura ‘scalata’ che sia rappresentativa di quella originale. Tale metodo consentirà in modo semplice di ottenere risultati di qualità paragonabile a quelli del SEA, utilizzando però tutta la capacità di modellazione (elementi e connessioni) tipiche degli elementi finiti a costi computazionali minori di quelli classicamente modali. Parte di questo lavoro è stato svolto negli anni precedenti, ed in questo specifico progetto si vuole analizzare l’applicabilità della tecnica a strutture di complessità crescente. Una terza fase sarà dedicata all’analisi della risposta vibroacustica in presenza di carichi stocastici, con metodi deterministici e statistici. Tali tipologie risposte hanno un’estrema importanza per le applicazioni ferroviarie, automobilistiche ed aerospaziali, nonché sulle strutture civili di grosse dimensioni. Sarà necessario capire, come già detto, se l’integrazione tra FEM e SEA con l’ausilio di metodologie innovative possano consentire di avere a disposizione una procedura completa che consenta di esaminare tutto il range in frequenza. L’ultima fase è ancora in strettissima collaborazione con le altre unità presenti nel progetto e riguarderà la messa a punto di una “guida utente”per il corretto utilizzo del SEA. Essa dovrà contenere non solo i requisiti per una corretta modellazione ma anche i confronti ottenuti durante il progetto riguardo il test-case. In sintesi il programma si può così riassumere: A) Definizione del Test-Case B) Misure Sperimentali C) Studio ed Applicazione della Tecnica di Scalatura D) Risposta Vibroacustica a Carichi Stocastici E) Realizzazione di una Guida Utent
SUPERPANELS: Strengthening and Upholding the Performances of the new Engineered Research PANELS
No full textPresentation of the SUPERPANELS Project
Strengthening and Upholding the Performances of the new Engineered Research PANELS
No full textPanels are ubiquitous components of engineering structures such as cars, aircraft, boats and buildings. The panels often dominate the overall performance of such structures, whether in terms of noise transmission and radiation, vibration, stability, stiffness or strength. A great deal of effort has been spent in the mechanical engineering fields in order to conceive new panels with improved static and dynamic performances. This is motivated primarily by the search for innovative design solutions specifically tailored for facing the problems of transportation engineering, where the vehicle requires a design with high stiffness, low weight, low noise and low cost.
The SUPER✯PANELS project will coordinate five different international research groups with high levels of expertise in panel analysis and activities in the fields of automotive, aerospace, naval and railway transportation. The process of exchanging researchers and coordinating activities will allow the specific expertise of each group to be enhanced, enabling improved and faster selection and development of novel panels, configurations and materials. The range of properties and constructions of existing panels is very large and numerous opportunities are offered by new technologies. However, knowledge of the behaviour of the panels is still limited and requires research actions to allow them to become applicable in general engineering. Furthermore, from the consortium members’ previous activities, there are innovative methods that have been developed over recent years, arising from an increase of the knowledge about predictive structural and structural-acoustic tools. These are contributing to major advances and will enter common engineering practice in the near future.
In this project these novel methods will be extensively used, tested and verified against specific measurements of the predicted and expected performances of the (super)panels. Several candidate solutions will be suggested and motivated at the beginning of the project. The results will qualify how and where the specific performances have been increased without penalties for any of the other standard requirements. The main attention will be devoted to assurance of the compliance with the static requirements and to improvement of the dynamic and vibro-acoustic performances. Other emerging requirements as the flammability will be also investigated.
This project has been promoted thanks to existing relationships and contacts between the five entities, as later reported.
The beneficiaries are located in Italy, United Kingdom and Belgium; the partners’ organisations are in Canada and New Zealand. Departments belonging to the engineering faculties form the group: they refer generally to the mechanical and aerospace fields.
In some cases, there were strong collaborations that in the past have already allowed some exchanges, but the aim of SUPER✯PANELS is to bring together all the expertises, the laboratories and the specific skills in one common platform.
The project IRSES will benefit the organisations, bringing them together under a common umbrella, joining their previous research experiences and consolidating the previous occasional collaborations. The researchers’ secondments will accelerate the process of achieving engineering results, since it is well known that cross-fertilisation among distinct but complementary expertises has a dramatically positive effect in selecting the best method and/or technologies.
Not surprisingly, as later detailed, this exchange project would link complementary experiences in the civil and transportation engineering fields: the researchers involved would participate in a relatively short time in a wider group having several different perspectives of the same macro problem. These latter cannot all be investigated with the same levels of detail, but will furnish a general common framework in which all the design requirements can be properly allocated.
Table 1 presents the beneficiaries and the partners organisations. Each of the beneficiaries/partners has a widely acknowledged reputation on an international scale. They all work in the generic field of mechanical and transportation engineering.
Table 1: Beneficiaries and Partners organisations
1 ælab / vibrations and acoustics group Aerospace Engineering
University of Naples “Federico II” Napoli, Italy
2 Dynamics Group Institute of Sound and Vibration Research
University of Southampton Southampton, U.K.
3 Noise and Vibration Research Group Mechanical Engineering
Katholieke Universiteit Leuven Leuven, Belgium
4 Vibrations and Fluid-Structure Interaction Mechanical Engineering
McGill University Montreal, Canada
5 Centre for Advanced Composite Materials, Mechanical Engineering
University of Auckland Auckland, New Zealand
The histories, traditions and backgrounds are different: SUPER✯PANELS is an extraordinary opportunity to share these differences and transform them in a cooperative and stable scenario.
In the next sections the aims and the role of each partner will be detailed inside the whole framework of the research project
Applicazione dell'Algebra degli Intervalli ai problemi di Incertezza nella Risposta Vibroacustica
No full textDal quadro di riferimento bibliografico si desume in modo abbastanza semplice che le tematiche oggetto del presente programma di ricerca sono senz'altro di frontiera. Mentre infatti le tecniche predittive per la risposta vibroacustica stanno diventando metodologie ormai mature anche in campo industriale, si avverte la necessità di avere anche degli strumenti che aiutino nella gestione dell'incertezza. Siano cioè un ausilio non nel cercare in modo inappropriato una perfetta corrispondenza tra modello predittivo e misura sperimentale ma all'analisi dei parametri che influenzano maggiormente il problema in esame. Avere la possibilità di comprendere quanto una data approssimazione su una specifica grandezza influenzi la risposta complessiva, numerica e/o sperimentale, significa misurare da un lato la rappresentatività (pregi e difetti) del modello previsionale e dall'altro quantificare l'influenza delle indeterminazioni. Tutto ciò porta inevitabilmente all'adozione di tecniche probabilistiche, ossia di metodi che assegnino i parametri "incerti" in termini di variabili aleatorie: ciò conduce a modelli molto pesanti dal punto di vista computazionale, in alcuni casi del tutto inaccessibili. Da ciò la necessità di investigare l'applicabilità di tecniche innovative a casi reali, che mirino a fornire risposte ingegneristicamente affidabili a costi compatibili con le esigenze di progetto e/o di verifica. Il programma di ricerca di questa UR verterà sostanzialmente nella possibilità di applicare l'algebra degli intervalli a problemi di risposta dinamica strutturale o vibroacustica sia deterministica che stocastica. Ciò verrà fatto utilizzando come base di partenza sia le tecniche cosiddette standard (FEA e SEA) sia tecniche ponte tra le due (ASMA). L'intero gruppo di ricerca ha definito allo scopo due benchmark. Il primo, B#1, servirà a fornire una base comune a tutti i metodi che verranno sviluppati dalle varie sedi. Esso sarà composto da un semplice assemblaggio di pannelli mediante travi bullonate che riprodurrà in piccolo la complessità di una giunzione strutturale. Sui pannelli verrà montato un opportuno distribuzione di materiale smorzante. Il secondo, B#2, verrà scelto nel corso del progetto e dovrà rappresentare un veicolo reale del quale ogni unità operativa sceglierà di modellare un determinato componente. I risultati di questa modellazione, positivi e negativi, consentiranno di definire i problemi ancora aperti per le strutture reali. Il programma può essere suddiviso in varie attività che andranno a inserirsi in quelle delineate nella parte generale: A) Stima dell'influenza dell'incertezza dei parametri dinamici più significativi (frequenze naturali, smorzamenti, ed eccitazione) sulla risposta strutturale sia cinematica che energetica per eccitazione deterministica. [A.1] Lo studio verrà condotto analiticamente e numericamente sia con tecniche probabilistiche sia con l'Algebra degli Intervalli (IA). Ciò verrà fatto per semplici configurazioni in cui siano disponibili soluzioni di riferimento. [A.2] La stessa stima sulle incertezze sarà applicata al B#1 dove la risposta sperimentale servirà da riferimento per le modellazioni standard (FEM, SEA) e quelle innovative (ASMA). B) Applicazione della IA a modelli predittivi con parametri incerti per l'analisi della risposta stocastica di pannelli all'eccitazione turbolenta. C) Applicazione della IA a modelli predittivi con parametri incerti specificatamente per il B#2, in cui ogni U.O. coinvolta sceglierà di analizzare un determinato componente. Per tutte le attività si perseguirà per quanto possibile il confronto con le prove sperimentali. Cronologicamente, si possono immaginare due fasi collocate propriamente nei 24 mesi del programma di ricerca. Nella prima fase, I° anno, verranno sviluppate e completate le attività A) ed avviate quelle al punto B). Le attività di cui al punto A) forniranno le opportune linee guida all'attività C) che sicuramente è il punto fondamentale: quest'ultima sarà svolta prevalentemente nel secondo anno. Infatti tutte le U.O. parteciperanno con diverse tecniche all'analisi del Benchmark 2005, e si potrà allora procedere ad una verifica delle qualità delle specifiche tecniche sviluppate
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