Orientador: Milton Dias Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:57:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_FabioMenegattide_M.pdf: 4740626 bytes, checksum: d8e7f3016b9b6ecce36397deb6f91e27 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Estruturas do tipo caixa são facilmente encontradas em sistemas mecânicos do cotidiano. Elas estão nas coberturas de motores e equipamentos de ar-condicionado, transformadores e compressores de refrigeradores e em todo sistema cuja cobertura é feita por uma proteção plástica ou metálica. Seu comportamento acústico e vibratório vem sendo estudado há alguns anos uma vez que problemas relacionados a ruído e vibração desses componentes são recorrentes. Como forma de atenuar o ruído radiado por essas estruturas alguns métodos são adotados. Dentre eles está a adição de massa a qual será estudada neste trabalho. Uma caixa retangular é modelada por meio de Elementos Finitos e duas análises realizadas: uma análise estrutural in vácuo de forma a determinar a variação do deslocamento volumétrico líquido e outra, vibroacústica, focando em como o nível de pressão sonora e o padrão de diretividade são afetados pela adição de massa. É possível verificar que a adição de massa muda de maneira significativa as frequências naturais e as formas modais da caixa. Além disso, ela pode reduzir o deslocamento volumétrico líquido daqueles modos com grande deslocamento volumétrico e pode aumentar ou diminuir a resposta acústica dependendo da quantidade de massas adicionadas / Abstract: Box-type structures are easily found in mechanical systems of the everyday. They are covering engines and air-conditioning equipment, transformers and hermetic compressors of refrigerators and every system which covering is made by a plastic or metallic protection. Their vibratory and acoustic behavior have been study for many years once that concerns regarding noise and vibration related to them are recurrent. As a manner to attenuate the noise radiated by these structures some known methods are adopted. One of these, which will be investigated in this work, is adding masses on the structure. A rectangular box is modelled by means of Finite Element approach. Two analyses are performed: a structural in vacuum analysis in order to determine the variation of the net-volume displacement and a vibroacoustic analysis focusing on how the sound pressure level and directivity pattern are affected by adding masses. The latter one is carried out considering fluid-structure interaction. It can be verified that mass addition changes, in a significant way, the natural frequencies and mode shapes of the box. In addition, it may reduce the net-volume displacement of modes which have large net-volume displacement and may increase or decrease the acoustical response of the box depending on the amount of added masses / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padilha_PauloEduardoFranca_M.pdf: 721382 bytes, checksum: 8fae387ba335cdb5b3e7b462935121c1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é feita uma comparação de técnicas analíticas e experimentais de Análise de Caminhos de Transferência Vibroacústicos. A Análise de Caminhos de Transferência, ou TPA como é conhecida pela abreviatura em inglês, é uma ferramenta para se avaliar a contribuição de diferentes caminhos de propagação de energia vibroacústica entre uma fonte e um receptor ligados entre si por várias conexões. Uma aplicação típica de TPA é quantificar e determinar a importância relativa desses caminhos numa dada banda de freqüência, verificando-se a contribuição mais significativa para o receptor. Nessa análise, basicamente duas quantidades devem ser obtidas: as forças operacionais em cada caminho de transferência e a Função de Resposta em Freqüência desses caminhos. Essas funções podem ser obtidas tanto experimentalmente quanto analiticamente, considerando-se ou não a impedância mecânica da fonte vibroacústica. As forças operacionais podem ser diretamente obtidas de medições, usando um transdutor de forças, ou indiretamente estimadas a partir de medições auxiliares. Neste trabalho são apresentados dois métodos de obtenção indireta das forças operacionais ¿ o Método da Rigidez Complexa e o Método da Inversão de Matrizes ¿ associados com as duas possíveis configurações para determinação das Funções de Resposta em Freqüência ¿ incluindo e excluindo a impedância da fonte. Essas técnicas são aplicadas a dois modelos: um analítico e um experimental. avaliadas com esse modelo analítico, comentando-se suas vantagens e desvantagens. São avaliados ainda os efeitos do acoplamento entre fonte e receptor e entre os caminhos de transferência. Os experimentos foram realizados numa estrutura concebida como um modelo simplificado de um automóvel. As forças foram obtidas através dessas duas técnicas indiretas e comparadas com as medidas com transdutores de força. Como no modelo analítico, as forças e FRF foram estimadas na presença e na ausência da fonte, e a contribuição de cada caminho calculada através dessas técnicas e configurações. A resposta do receptor, calculada como uma combinação dos diferentes caminhos de transferência, foi comparada à medida nas condições operacionais, de modo a se verificar a exatidão de cada método utilizado. As vantagens e limitações desses métodos e configurações experimentais são então comentadas para uso em aplicações práticas / Abstract: In the present work, analytical and experimental techniques of Vibro-Acoustic Transfer Path Analysis are compared and discussed. Transfer Path Analysis (TPA) is a tool to evaluate the contribution of different vibro-acoustic energy propagation paths between a source and a receiver linked to each other by a number of connections. TPA is typically used to quantify and rank the relative importance of these paths in a given frequency band, determining the most significant one to the receiver. When applying TPA two basic quantities have to be determined: the operational forces at each transfer path and the Frequency Response Functions of these paths. These functions can be obtained either experimentally or analytically, considering or not the mechanical impedance of the source. Operational forces can be directly measured by force transducers or indirectly estimated from auxiliary response measurements. Two methods to obtain the operational forces indirectly ¿ the Complex Stiffness Method and the Matrix Inversion Method ¿ associated with two possible configurations to determine the Frequency Response Functions ¿ including and excluding the source impedance ¿ are presented and discussed in this work. These estimation techniques are applied to two models: an analytical and an experimental model. Analytically, these techniques are applied to a lumped parameter model. The advantages and drawbacks of them are commented and the effect of coupling between source and receiver and among transfer paths is analyzed with this theoretical approach. The experiments are done in a test structure conceived as a simplified model of an automotive vehicle. The forces are obtained via these two techniques and compared to those measured by force transducers. Like in the analytical model, forces and Frequency Response Functions are estimated in the presence and in the absence of the source, and the contribution of each path is calculated based on the combinations of these different estimation methods and setups. The contributions of the different paths at the receiver location are calculated using each estimation method and are compared to those obtained in the operational condition in order to verify the accuracy of these methods. The advantages and limitations of the methods and test setups are then discussed for use in practical applications / Mestrado / Mecanica Computacional / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Jonatas Manzolli, Stelamaris Rolla Bertoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-08-11T10:18:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mannis_JoseAugusto_D.pdf: 7332479 bytes, checksum: c694f419a7ad3630d709d9c453b80cb7 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho é dirigido a soluções de conforto acústico para escuta e performance musical, considerando sobretudo aspectos psicoacústicos da escuta subjetiva de músicos e especialistas nesta área. A partir de critérios de avaliação acústica de salas para música em Beranek e princípios de design e funcionamento dos difusores de Schroeder, a pesquisa apresenta soluções originais de concepção e design de difusores a partir da técnica de composição musical com 12 sons de Schoenberg, e pode ser qualificada como inovação tecnológica. A escuta técnica e de apreciação musicais são ao mesmo tempo base, guia e eixo deste trabalho, assim como a melhoria de condições permitindo escutas de boa qualidade é seu objetivo. Perguntas como: ¿O que acontece no som que é importante para os músicos em performance?¿, ¿Como e o que o músico ouve?¿ e ¿O que é importante para a escuta musical?¿ estão profundamente presentes tanto neste trabalho quanto nos trabalhos de Beranek que, por essa razão, foi, teoricamente, um dos pontos de partida adotados. A pesquisa aqui realizada, bem como este trabalho, situa-se na confluência de três grandes áreas do conhecimento: Artes e Humanidades (Música, Sonologia, Arquitetura), Ciência (Física: Acústica) e Tecnologia (Engenharia de áudio, Acústica aplicada, com alguns recursos de Engenharia Civil e Engenharia Mecânica). Na introdução é destacada a importância do som e do silêncio tanto na música quanto na acústica. Como fundamentação teórica há uma exposição ampla de princípios de acústica relacionados, tipologia das simetrias, elementos da técnica de composição musical serial, aspectos desejáveis e indesejáveis em auditórios, parâmetros de avaliação acústica de salas, princípios e funcionamento de difusores acústicos. São propostas três soluções para novos tipos de difusores, bem como apresentados dois projetos detalhados de adequação acústica de salas para música onde são aplicados, com medição de resultados em um dos casos. É apresentada e discutida uma simulação de desempenho das superfícies seriais através de análise modal, verificando a qualidade e desempenho esperados dos difusores concebidos / Abstract: This study is aimed at acoustic comfort solutions for music listening and performance by mainly considering psychoacoustic aspects related to subjective listening of musicians and specialists concerned with this field of knowledge. Starting from acoustic evaluation criteria of music rooms (opera houses and concert halls) in Beranek and principles of design and operation of Schroeder Diffusers, this piece of research presents original solutions and conception as well as design solutions for diffusers by taking Schoenberg¿s 12- sounds musical composition technique as a starting point. This research can be qualified as technological innovation. Simultaneously, both technical listening and music appreciation listening stand for a basis, a guide, and a main point for this work, as well as the improving conditions that allow good quality listenings makes up its objective. Questions such as: ¿What is important in the sound for performing musicians?¿, ¿How and what does the musician listen to?¿ and ¿What is important for music listening?¿ are deeply present either in this research or in Beranek¿s works, which therefore have been theoretically deemed as one of the starting points in use. The research undertaken ¿ as well as this work ¿ lays within the confluence of three major fields of knowledge: Arts and Humanities (Music, Sonology, Architecture), Science (Physics: Acoustics), and Technology (Audio Engineering, Applied Acoustics, in addition to a few resources from Civil Engineering and Mechanical Engineering). The introduction emphasizes the importance of sound and silence either in music or acoustics. The theoretical basis include an extensive exposition of related acoustic principles, symmetry types, elements of serial musical composition technique, desirable and undesirable aspects in auditoriums, acoustic evaluation parameters of rooms, principles and operation of acoustic diffusers. Three solutions are proposed for new types of diffusers. Two detailed projects of acoustic appropriateness are presented for music rooms and concert halls, where they are applied and, in one of the cases, results therefrom are measured. A simulation of the performance obtained in serial surfaces through modal analysis by checking both quality and performance expected from the conceived diffusers is presented and discussed. / Doutorado / Doutor em Música

Orientador: José Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:33:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_GuilhermeOrelli_M.pdf: 4245499 bytes, checksum: dbf4eaee15fa8956c837eb4d59464baf (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Atualmente, um importante aspecto da pesquisa em acústica musical consiste em relacionar propriedades físicas mensuráveis de um instrumento musical e a avaliação subjetiva de sua qualidade sonora ou tonal. Tem sido necessário, portanto, o desenvolvimento de métodos analíticos e numéricos para previsão do comportamento vibroacústico do instrumento, possibilitando a determinação de parâmetros objetivos que possam ser usados para controlar a sua qualidade tonal. Dessa forma, o presente trabalho realiza análises modais acústica, estrutural e vibroacústica (acoplamento entre fluido e estrutura), calculadas pelo método de elementos finitos (MEF), com o objetivo de determinar o comportamento dinâmico da caixa de ressonância da viola em termos de frequências naturais e as correspondentes formas dos modos. Primeiramente, é apresentado um modelo simplificado, que despreza as estruturas internas de reforço, mas adota as dimensões principais de uma viola real. Depois o mesmo modelo foi expandido, sendo acrescentados os reforços internos, porém com dimensões ainda aproximadas. Por fim, o terceiro modelo foi elaborado em relação às dimensões de uma viola real e seus respectivos reforços internos. Com isso, também foram realizados procedimentos experimentais a fim de verificar as capacidades e limitações do método computacional empregado. Finalmente, os resultados obtidos pelos métodos numéricos e experimentais são comparados e discutidos / Abstract: An important aspect of musical acoustics research is to identify the relationship of measurable physical properties of a musical instrument with the subjective evaluation of their sound quality or tone. Therefore, for musical instruments including resonance box, it is important to develop analytical or numerical methods to predict accurately its vibroacoustic behavior. These methods will enable the determination of key parameters that can be used to control the tone and sound quality. This work uses theoretical modal analysis with finite element method (FEM) to determine the dynamic behavior of a Brazilian guitar resonance box in terms of natural frequency and mode shapes. At first, is presented a simplified model that neglects the internal structures of reinforcement (struts, ribs, brackets, etc.), but adopts the main dimensions of a real Brazilian guitar. Then the same model was expanded with the addition of the internal reinforcements, but with approximate dimensions yet. Finally, the third model was designed regarding the dimensions of a real Brazilian guitar and their internal reinforcements. Experimental procedures were also performed to verify the capabilities and limitations of the computational method employed. The results obtained by numerical and experimental methods are compared and discussed / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica