Hluk a vibrace
Právě dlouhodobě budované postupy spojující moderní měřicí techniku, matematické modely a unikátní postupy do jednoho celku je jednou z možných cest pro stanovení NVH strojů. K propojení těchto přístupů je však nutné mít nejenom dostatečné vybavení, které je nutné cíleně propojovat, ale zároveň i silný znalostní základ pro jejich využití, či pro řešení dané oblasti pomocí numerických simulací. Díky tomuto propojení je možné provádět optimalizaci návrhu a dosáhnout zajištění kvality zvuku v interiéru i exteriéru stroje. Díky získaným a neustále rozvíjeným zkušenostem s vývojem a zkouškami jsme klíčovou laboratoří v České republice schopné komplexně řešit problematiku NVH pohonných traktů. Pro zajištění univerzálnosti jsou naše zařízení a vybavení cíleně modifikovatelné a adaptovatelné.
Vibroakustický projev nedílnou součástí každého stroje spadajícího do nejrůznějších oblastí průmyslu, přičemž jako dominantní lze uvést výrobu, automobilový, letecký a spotřební průmysl, jedná se o velmi aktuální rychle se rozvíjející obor. Souhrnným hodnocením vibroakustických parametrů i se zohledněním způsobu vnímání akustické odezvy se zabývá odvětví NVH, jehož zkratka je odvozena z anglického Noise, Vibration and Harshness.
Komplexní systém pro stanovení NVH parametrů umožňuje vyvození velmi náročných provozních stavů (reálný charakter zatěžování) klíčových agregátů dopravních prostředků v laboratorních podmínkách volného akustického pole, čímž je umožněna aplikace pokročilých nástrojů pro kvantitativní i kvalitativní stanovení NVH parametrů.
V oblasti základního výzkumu:
algoritmů a programů pro efektivní výpočtové modelování nelineárních multi-fyzikálních problémů,
výzkum metod umělé inteligence pro odhad chování systémů a prediktivní údržbu,
metody fúze naměřených odezev se simulačními výstupy modelování mechatronických soustav ve formě virtuálních dvojčat,
Umožňuje VVI následující experimentální oblasti: stanovení rozložení akustických tlakových oblastí v těsné blízkosti kritických míst z hlediska vyzařování zvuku strukturami, tvary vlnoploch v okolí zástavby měřených objektů, směr a způsob šíření v prostředí volného zvukového pole, stanovení energetické bilance vynuceného kmitání struktur a přenos na akustickou kavitu.
V aplikační rovině se jedná především o:
Výzkum a vývoj v oblasti pokročilých mechatronických komponent, aplikací a embedded systémů. Jedná se především o aplikovaný výzkum integrovaných mechanických prvků, aktuátorů a pohonů, a to včetně řízení, elektroniky, senzoriky.
Stanovení modálních vlastností komponent funkčního celku, definice a odvození budicích silových účinků, stanovení odezvy mechanického kmitání v klíčových místech funkčního celku (ložiska, uložení pohonných jednotek, kritické oblasti z hlediska vyzařování zvuku do okolí), stanovení odezvy akustických veličin a jejich kvantifikace dle příslušných norem (hladina akustického tlaku, hladina akustického výkonu), lokalizace kritických míst z hlediska vyzařování zvuku ze struktury do akustického prostředí, popis rozložení akustických hladin v okolí funkčního celku při reálných provozních podmínkách.
Komplexní měření a ověřování vlastností materiálů a mechatronických soustav strojních zařízení například v rámci výrobních procesů, manipulace s materiálem nebo technické diagnostiky stavu zařízení.
Plně bezdozvuková akustická komora – v České republice unikátní vysoce specializovaná infrastruktura, umožňující vyvození podmínek tzv volného zvukového pole, jež jsou klíčové pro realizaci vysoce přesných technických experimentů z hlediska mechanizmu vzniku hluku a jeho šíření do okolí. Jedinečnost spočívá v možnosti zástavby různých typů energetických strojů, přičemž výkon může být dodáván, či mařen pomocí aktivního dynamometru (V ČR není jiná komora mající externě tedy mimo komoru umístěný aktivní dynamometr). Akustická komora je dimenzována i pro provoz spalovacích motorů, převodových ústrojí i sestav pohonného traktu či testovacích stavů s vlastním pohonem, a to v celém rozsahu provozního zatížení. Frekvenční rozsah pro realizaci technických experimentů se pohybuje v intervalu 100 Hz ÷ 20000 Hz při dodržení součinitele akustické pohltivosti 0,99.
30-ti kanálový multianalyzátor – analyzátor vibroakustických veličin od firmy Bruel & Kjaer, představuje soudobou špičku v oblasti zařízení pro záznam a zpracování měřených dat. V kombinaci s širokou škálou snímačů (jednoosé a tříosé akcelerometry, siloměry, rázová kladívka různých velikostí, akustická intenzitní sonda) tvoří silnou základnu pro možnou realizaci technických experimentů z hlediska stanovení modálních parametrů struktur, vibroakustických odezev za současného monitoringu teplot.
Akustická kamera – vysoce specializované zařízení, určené pro lokalizaci míst, kde dochází z iniciaci a šíření akustického vlnění. Přesnost tohoto zařízení je silně ovlivněna kvalitou akustického prostředí, ve kterém lokalizace zdrojů hluku probíhá. Z tohoto důvodu je velmi vhodné implementovat infrastrukturu do plně bezdozvukové akustické komory.
Intenzitní pole - jedná se o soubor akustických intenzitních sond, s přesně danou pozicí snímačů, které umožňují provedení lokalizace zdrojů hluku v nižší oblasti frekvenčního spektra, která je pro hluk, iniciovaný na základě funkčního principu strojních součástí typická.
Modální budič vibrací - jedná se o zařízení, umožňující vyvození přesně definovaného průběhu buzení struktur pro aplikaci silových účinků. Toto zařízení je klíčové pro realizaci dílčích technických experimentů, s cílem stanovení materiálových vlastností. Struktura je tak vystavena buzení, jež může mít průběh harmonického signálu o přesně definované frekvenci a amplitudě síly. Znalost těchto parametrů je klíčová pro validaci výpočtových modelů.
Omnisource - toto zařízení umožňuje vybuzení akustických prostorů. Jedná se o certifikovaný všesměrový zdroj zvuku s přesně definovatelnou fází, amplitudou a frekvencí budicího signálu. Zařízení umožňuje provádět technické experimenty, kde je zapotřebí aplikace uměle vyvolaného akustického rozruchu s cílem stanovení parametrů akustických kavit, jako jsou například interiéry kabin dopravních prostředků, motorový prostor a jiné.
Škálu rázový kladívek a vibračních budičů, vibrační systém RMS s řídicí jednotkou a SW pro sběr dat a pro strukturální dynamiku (EMA, OMA, PTK).