Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T16:53:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299719.pdf: 7881415 bytes, checksum: ae11555d5b6549eefaa625d4985c1745 (MD5) / O presente trabalho avaliou numérica e experimentalmente a perda de transmissão sonora de painéis sanduíches com núcleo tipo colmeia utilizados internamente em aeronaves. Para tal, modelos numéricos foram desenvolvidos utilizando a metodologia de Análise Estatística de Energia (SEA) através do software SEAM3D e os resultados numéricos foram correlacionados com os resultados obtidos experimentalmente através do auxílio de duas câmaras reverberantes adjacentes. Para correlacionar o modelo, foi obtido experimentalmente às constantes elásticas de cada uma das camadas do painel sanduíche. Realizou-se um ensaio de análise modal experimental em uma placa plana e em uma viga, sendo esta última de acordo com a norma ASTM E 1876 - 01. Neste ensaio apurou-se que a norma ASTM E 1876 - 01 é ineficaz para a caracterização de painéis sanduíches com núcleo tipo colmeia. Foi construído um modelo de elementos finitos da amostra tipo placa utilizando os softwares PATRAN-NASTRAN e as propriedades mecânicas foram ajustadas através das formas e frequências modais obtidas numérica e experimentalmente. Também, fora alimentado o modelo de elementos finitos com as constantes elásticas fornecidas pelo fabricante do painel sanduíche, as quais proporcionaram erros de até 25% entre as frequências modais. Os fundamentos teóricos de materiais compostos, perda de transmissão sonora e análise estatística de energia são também apresentados / This study evaluated numerically and experimentally the sound transmission loss of honeycomb panels used to cover aircrafts internally. For this, numerical models were developed using Statistical Energy Analysis Methodology (SEA) through of SEAM3D software and the numerical results were correlated with those obtained experimentally using as facility, two couple reverberation rooms. For match the model, the elastic constants for each layer of the honeycomb panel were obtained experimentally. Tests of experimental modal analysis were conducted on a flat plate and beam, for the beam, the tests were made in accordance with ASTM 1876 - 01 Standard. In this way it was found that this Standard is ineffective for characterization of honeycomb panels. A finite element model (FEM) of a plate was built using PATRAN-NASTRAN softwares and the mechanical properties were matched through of the modal shapes and frequencies obtained numerically and experimentally. The elastic constants provides by manufacturer of a honeycomb panel were assessed in this thesis using the same FEM, which have shown errors around of 25% between the modal frequencies. The theoretical foundations of composite materials, sound transmission loss and statistical energy analysis are also presented

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290090.pdf: 2513189 bytes, checksum: a331c7d044a31f94da8415aa031d9c25 (MD5) / Na construção das aeronaves o conforto tem se destacado como um dos principais objetivos de projeto, sendo o elevado ruído um dos principais motivos de desconforto dos passageiros. O presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o comportamento vibro-acústico de painéis aeronáuticos de material composto em baixas frequências. As análises vibroacústicas foram realizadas em diversas configurações (painéis sem reforços e painéis reforçados), sendo constituídos basicamente de fibra de carbono impregnadas em matriz de resina epóxi. Para caracterizar as propriedades mecânicas dos corpos de provas, aplicou-se a técnica de ajuste de modelo numérico através de resultados experimentais obtidos, como funções de resposta em frequência. Também foi caracterizado o amortecimento estrutural dos corpos de provas através dos métodos do decaimento e da largura de banda. Na determinação da eficiência de radiação sonora utilizou-se um modelo híbrido, que combina o método dos elementos finitos (FEM) e o método dos elementos de contornos (BEM). E, por último, a densidade modal foi obtida numericamente, utilizando um software de elementos finitos, do qual podem ser calculadas as mobilidades pontuais. Ao final, os modelos de eficiência de radiação e densidade modal foram comparados com os resultados experimentais, apresentando boa concordância. Portanto, esta metodologia comprova que os modelos numéricos podem ser utilizados nas fases iniciais do projeto, por serem mais rápidos e eficientes do que os procedimentos experimentais. / In the aircraft construction, comfort has distinguished itself as one of the main project objectives once high noise levels have became one of the main reasons of passengers discomfort. The main goal of this Master Thesis is to evaluate the vibroacoustic behavior of composite aeronautical panels in the low frequency range. Vibroacoustic analyses were performed with different panel configurations (panels without reinforcements and reinforced panels). These panels consist primarily of carbon fiber impregnated with epoxy resin. To characterize the samples' mechanical properties, the numerical model updating technique was applied, using some the experimental results, such as frequency response functions. The samples' structural damping was also characterized through the decay and bandwidth methods. The sound radiation efficiency determination was performed by a hybrid model combining Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM). Finally, the modal density was obtained numerically, using finite element software to calculate point mobility functions. Finally, the efficiency radiation models and modal density were compared with experimental results, presenting good agreement. Therefore, this methodology proves that the numerical models can be used in the early stages of the project, since they are faster and more efficient than experimental procedures.