MSC Software aiuta Scania a migliorare l’insonorizzazione della cabina dei camion

La possibilità di vivere una piacevole esperienza di guida è un fattore determinante nella scelta del veicolo da acquistare o guidare. Per le società che acquistano i camion ed i camionisti si tratta anche di una questione di salute e produttività. Molti camionisti passano più di 8 ore al giorno all’interno della cabina del veicolo: alti livelli di rumorosità o suoni sgradevoli nell’ambiente di lavoro provocano eccessivo affaticamento e problemi di salute. Per questo è fondamentale per i produttori di camion progettare in maniera attenta i loro nuovi prodotti e gestire l’insonorizzazione della cabina affinché si soddisfino ampiamente i requisiti dei propri clienti per dare loro la più gradevole esperienza di guida possibile.
Con la sua ampia gamma di camion premium, Scania, uno dei principali produttori di autocarri al mondo, mira a progettare camion dal comfort e dalle prestazioni eccezionali. Il Reparto Acustica del Veicolo Completo di Scania è impegnato costantemente per tenere i propri camion al passo con le aspettative dei camionisti, incentrando il proprio lavoro sul livello e sulla qualità di insonorizzazione dei veicoli. Lo sviluppo di cabine sempre più ottimizzate è supportato da numerosi test e dall’introduzione di nuovi metodi basati su simulazioni vibroacustiche. A tal fine, il team di sviluppo di Scania ha scelto di usare Actran, un prodotto di  FFT, Business Unit di  MSC Software, per migliorare i propri design ed accorciare i  cicli di progettazione.

Basato su un’intervista a: per-olof berglund,
ingegnere capo – acustica del veicolo completo presso scania

La Sfida

Dati i vincoli sempre più stringenti nella progettazione dei nuovi camion,  per quanto riguarda l’aspetto legislativo e le richieste sempre più esigenti da parte dei clienti, è necessario sviluppare nuove metodologie per ottenere una progettazione più robusta ed efficiente. Quando si tratta di insonorizzazione della cabina, “la maggior parte delle attività di Scania consiste in misurazioni e test”, ha detto Per-Olof Berglund, Ingegnere Capo presso il reparto Acustica del Veicolo Completo di Scania. “Il nostro obiettivo è di utilizzare maggiormente le simulazioni” ha aggiunto Per-Olof.
Per replicare i suoni presenti nell’ambiente reale, il team di Scania ha dovuto individuare le varie fonti di rumore e comprendere il loro impatto sulla rumorosità della cabina. “Per due anni, abbiamo dato vita a numerosi progetti di simulazione interdisciplinari all’interno dei vari reparti, per ottenere un quadro completo del rumore presente in cabina”, ha detto Per-Olof. “Vogliamo riuscire a replicare numericamente il suono calibrando opportunamente i contributi provenienti da diverse fonti”.  Il reparto Acustica del Veicolo Completo ha dovuto dapprima restringere il campo delle principali cause di rumore all’interno della cabina. Il team ha individuato come principali cause il rumore del vento, il rumore della catena cinematica e il rumore dovuto al rotolamento. Dopodiché, hanno individuato il contenuto tipico di frequenza per ciascuna di queste fonti di rumore.
Grazie a queste preziose informazioni, il passo successivo per Per-Olof e il suo team è stato quello di trovare un software in grado di prevedere tutte queste principali fonti di rumore, e di rilevare la risposta della struttura della cabina a questa tipologia di sollecitazioni.
“Ho verificato che l’integrazione tra Nastran e Actran era davvero ottima. Era lo strumento perfetto da utilizzare per la simulazione, in particolar modo per ottenere una rappresentazione del carico acustico e della modellazione di trimmaggio. È un partner perfetto per Nastran”, ha detto Per-Olof Berglund, Ingegnere Capo del reparto Acustica del Veicolo Completo di Scania.

Per-Olof ha guidato le operazioni del reparto Acustica del Veicolo Completo di Scania nello sviluppo di nuove metodologie per affrontare il problema dell’insonorizzazione della cabina. Ha iniziato il proprio lavoro utilizzando MSC Nastran per la dinamica strutturale e l’acustica, in particolare per quanto riguarda il rumore della catena cinematica e il rumore strutturale all’interno della cabina. Tuttavia l’esigenza di ottenere calcoli acustici più complessi lo ha portato a scegliere di utilizzare Actran, date le sue ampie potenzialità, quali la accuratezza della risposta numerica in cabina, inclusi i componenti di rivestimento.    
“Sono partito dal rumore generato dal motore nell’aria”, ha detto Per-Olof. “Dal reparto veicoli riesco ad ottenere le velocità sui nodi della mesh calcolate da MSC Nastran. Utilizzo Actran per ottenere il carico acustico  sulla superficie esterna della cabina, per poi valutare il rumore all’interno della cabina”.
Per-Olof ha anche collaborato con il reparto aerodinamica per calcolare il rumore del vento avvertito alla postazione di guida, in base ai risultati dei calcoli di fluidodinamica computazionale forniti dai suoi colleghi. “I risultati relativi alla fluidodinamica computazionale vengono mappati sulla superficie esterna della cabina e successivamente calcolati all’interno della cabina, utilizzando la Risposta Modale in Frequenza”, ha aggiunto Per-Olof.   
Per-Olof sta attualmente lavorando alla creazione di modelli per il rumore degli scarichi e il rumore strutturale della catena cinematica. Una volta completati questi modelli, sarà in grado di simulare tutte le principali cause di rumorosità della cabina.  

I Risultati

Scania mira ad utilizzare in misura sempre maggiore i risultati delle simulazioni Actran per confrontare diverse soluzioni progettuali e definire le direttive di progettazione all’inizio del ciclo di sviluppo del prodotto, senza che sia necessario eseguire test fisici.

Per favorire questo processo decisionale, è stato costruito un Laboratorio di Ascolto presso Scania. Il Laboratorio è simile agli studi di mixaggio professionali: è dotato di un sistema surround 7.1 ed è progettato per riprodurre esattamente la medesima esperienza d’ascolto per tutte le persone sedute al centro della stanza. Nel corso delle sessioni di valutazione soggettiva, Per-Olof condivide con i propri colleghi i risultati ottenuti dall simulazioni. Mette assieme i dati dei test e della simulazione per replicare in maniera esatta l’ambiente della cabina guida di un camion. Questa procedura aiuta i dirigenti a prendere decisioni importanti, che influiranno sul design della cabina. “I dirigenti reagiscono e valutano diversamente rquando possono sentire esattamente il suono che tu intendi riprodurre”, ha detto Per-Olof. “Non è possibile capire da un grafico ciò che sentirai all’interno del camion”, ha spiegato. Grazie all’uso di Actran in questo nuovo processo di simulazione ed alle valutazioni soggettive consentite dal laboratorio di ascolto, Scania ha ormai ciò che serve per migliorare ancora di più l’esperienza di guida dei propri clienti, implementando al contempo una progettazione sempre più efficiente.

Su Scania

Sin dalla sua fondazione nel 1891, la cultura di continua innovazione e miglioramento di Scania l’ha resa uno dei principali produttori di autocarri pesanti e di autobus al mondo. Scania è un’azienda internazionale, con una struttura di vendite e assistenza presente in più di 100 Paesi. Le unità produttive di Scania sono situate in Europa, Sud America e Asia.

I contenuti per realizzare questo articolo sono gentilezza di FFT e disponibili sul sito
 www.mscsoftware.com/actran
 

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