Dissertação
{en_GB=Acoustic study of sandwich panels for use in aeronautic applications: Computational model} {} EVALUATED
{pt=Este trabalho baseia-se na investigação da absorção de som em painéis sandwich, constituídos por materiais compósitos (fibra de carbono e fibra de vidro) e espuma estrutural (Airex C70.75). O objetivo principal deste estudo consiste em identificar os painéis, que possuem menor transmissibilidade para baixas frequências. Estes painéis são estudados de forma a otimizar a estrutura de UAVs (Força Aérea Portuguesa) e facilitar a análise dos resultados experimentais. Este tipo de trabalhos é extremamente importante devido ao aumento do interesse verificado em materiais compósitos para aplicações aeronáuticas, especialmente em UAVs. Este trabalho foi realizado usando modelos FEM (Finite Element model), com o programa comercial Ansys. O comportamento acústico de painéis sandwich é analisado através de curvas de transmissibilidade acústica obtidos a partir de três diferentes modelos: Cavidades acústicas (ideal), painel suspenso em fluido infinito (simulação de condições experimentais) e sistema de duas câmaras: de reverberação e anecoica (simulação de condições experimentais). Estes modelos foram testados e otimizados através de estudos paramétricos realizados para placas de referência. Utilizando os modelos otimizados, múltiplos painéis foram analisados com diferentes: espessuras, materiais e amortecimento obtendo assim as curvas de transmissibilidade acústica para cada painel. A partir da análise destes gráficos foi possível concluir que um painel constituído por peles de fibra de carbono (exterior) e fibra de vidro (interior) e um núcleo de espuma Airex C70.75 apresenta melhor comportamento devido à sua elevada transmissibilidade acústica para baixas frequências e o primeiro modo estrutural (ressonância) que ocorre fora da frequência operacional , en=This work investigates the effect of sandwich panels in sound absorption, where composite materials (carbon fiber and glass fiber) and foams (Airex) are analyzed in different layups. The main objective of this study is to identify which panel design is better in sound absorption, for low frequency values. These panels are studied in order to optimize a UAV structure (Portuguese Air Force) and support an experimental thesis performed to solve the problem proposed. This topic is of particular importance, given the growing interest in sandwich panels for the construction of aircraft structures, especially on UAVs. This work was performed using FEM simulations, in the commercial program Ansys. The acoustic behavior of sandwich panels is predicted from the Transmission loss frequency plots obtained from three different setups developed in this work: acoustic cavity (ideal), suspended panel surrounded by fluid (simulating experimental conditions) and reverberation-anechoic chamber system (simulating experimental conditions). These setups were tested and optimized, for reference panels, throughout this work. After the setups and panel design are optimized, multiple panels with varying: thickness, materials and damping were tested and the respective transmission loss frequency plots obtained. By analyzing the Transmission Loss plots it was concluded that panels with a skin of carbon fiber (outside) and glass fiber (inside) with a core of Airex C70.75 foam with 7mm creates the best configuration for application on the UAVs structure, due to its high transmission loss for low frequency values and the first structural mode occurs outside the frequency range of interest. }
novembro 30, 2016, 14:0
Publicação
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