Projeto de navios com baixo nível de ruído

As assinaturas acústicas são de importância crítica no domínio naval. Os requisitos específicos dependem do tipo de embarcação e da sua utilização operacional prevista e dizem respeito tanto ao ruído subaquático irradiado admissível como aos níveis de ruído interior a bordo dos navios. Ao definir os limites de ruído para todas as unidades do navio, fontes de ruído individuais e componentes, garante-se que o projeto global permanece acusticamente discreto, tornando assim a embarcação mais difícil de detetar.

Ilustração de um submarino visto de lado, representado em azul claro sobre fundo azul. O submarino é alongado, com detalhes sugeridos, como torre e aletas traseiras.

Exemplo de esquema de components

O diagrama mostra as vias de transmissão de vibrações e ruídos em um sistema de transmissão mecânico. As principais fontes são o motor e a transmissão, que estão conectados à estrutura por meio de rolamentos e embreagens. As vibrações são transmitidas através dos níveis de rolamento superior e inferior, bem como da estrutura intermediária, para a fundação e a estrutura do navio. A partir daí, elas podem se espalhar para áreas adjacentes e, finalmente, ser irradiadas como som subaquático ou som aéreo nas cabines. A ilustração mostra a conexão entre os componentes mecânicos e os elementos estruturais, que é relevante para a análise acústica e dinâmica.

Diagrama com várias caixas horizontais ligadas por linhas. Na parte superior, cinco caixas lado a lado, abaixo delas uma fileira vertical de sete caixas. Uma linha azul vai da caixa superior esquerda até o meio da fileira inferior.
Um gráfico com uma linha tracejada descendente, que mostra vários pequenos picos e quedas. Na parte superior, há um campo de texto com a inscrição “Função de transferência de som Acoplamento da caixa de engrenagens”. À esquerda está o eixo vertical e, na parte inferior, o eixo horizontal, ambos sem legenda.
Um gráfico com uma linha preta irregular que vai do canto superior esquerdo para o canto inferior direito, apresentando vários picos e quedas. Na parte superior, há um campo de texto azul claro com a inscrição “Níveis de ruído transmitido pela estrutura da caixa de engrenagens”. À esquerda está o eixo vertical e, na parte inferior, o eixo horizontal, ambos sem legenda.
Diagrama com uma linha azul descendente que vai do canto superior esquerdo para o canto inferior direito e apresenta várias pequenas oscilações no final. Acima, encontra-se o texto “Função de transferência de som Acoplamento do motor”.
Diagrama com uma linha preta irregular sobre um fundo branco. À esquerda, um eixo vertical; na parte inferior, um eixo horizontal. Na parte superior, um campo de texto com a inscrição “Níveis de ruído transmitido pela estrutura do motor”.
Diagrama com uma linha tracejada azul, que inicialmente é plana e apresenta um aumento com pico à direita. Na parte superior está escrito “Rigidez de transferência dinâmica dos suportes superiores”.
Diagrama com linha tracejada azul, que começa plana e apresenta várias ondas ascendentes. Na parte superior, está escrito “Dynamic Transfer Stiffness Lower Mounts” (Rigidez de transferência dinâmica dos suportes inferiores).
Uma ilustração técnica mostra vários componentes interligados em uma disposição horizontal. À esquerda, há uma haste ou eixo alongado conectado a um elemento menor. Em seguida, há um bloco retangular com um símbolo de engrenagem. À direita, há um componente maior e alongado com várias linhas paralelas e pequenos círculos, que está sobre um trilho ou plataforma. Ao redor dos componentes, há linhas azuis curvas.
Desenho explodido de um componente mecânico com várias peças individuais, incluindo componentes cilíndricos e esféricos, dispostos em linha. Linhas finas conectam as peças com pontos de identificação.
Diagrama com uma linha cinza que vai do canto superior esquerdo para baixo em ângulo e depois continua na horizontal. À esquerda, um eixo vertical; na parte inferior, um eixo horizontal. Na parte superior, um campo de texto com a inscrição “Impedância da base de referência”.
Gráfico em forma de diagrama circular com várias setas curvas dispostas em torno de um elemento central. No centro, há um texto rodeado por outros campos de texto ao longo das setas. À direita, há uma área retangular com texto adicional.
Diagrama com várias linhas coloridas que vão da esquerda para a direita. Algumas linhas são horizontais, outras sobem ligeiramente. À esquerda, um eixo vertical; abaixo, um eixo horizontal. Acima, um campo de texto com a inscrição “Rigid Body Modes” (Modos de corpo rígido).
Diagrama com três linhas: uma linha tracejada preta, uma linha tracejada vermelha e uma linha pontilhada preta, todas ligeiramente inclinadas da esquerda para a direita. À esquerda, um eixo vertical; na parte inferior, um eixo horizontal. Na parte superior, um campo de texto com a inscrição “Limites”.

Como a vibroacústica contribui para a abordagem holística da VULKAN

Quatro pequenos símbolos técnicos em uma linha, cada um composto por linhas pretas e detalhes em azul. As formas parecem representações estilizadas de componentes mecânicos ou estruturais.

A seleção de elementos elásticos — como acoplamentos e suportes resilientes — para isolar máquinas ruidosas e com vibração intensa deve garantir que os níveis limite exigidos sejam atendidos em posições definidas, ou seja, fundações ou na parte inferior da estrutura intermediária, sem comprometer outros critérios de desempenho do sistema. Uma análise abrangente requer a consideração de todas as fontes de ruído relevantes, as propriedades dinâmicas dependentes da frequência dos elementos elásticos, bem como a interação entre os componentes ao prever vibrações e o comportamento do ruído transmitido pela estrutura.

É igualmente importante considerar a impedância da fundação e, quando aplicável, as propriedades dinâmicas da estrutura intermediária, pois estas influenciam significativamente a resposta vibroacústica global do sistema. Os cálculos necessários são realizados usando a VULKAN Acoustic Toolbox (VAT) em combinação com simulações numéricas avançadas baseadas no método dos elementos finitos. As variáveis de entrada mais importantes são apresentadas na página anterior. Um fator decisivo para o sucesso do projeto é uma colaboração estreita e orientada para a solução com os especialistas em acústica do cliente em todas as etapas do processo de projeto.

Medição acústica interna

Desenho técnico de um conjunto de máquinas em forma simplificada. No centro, um elemento cilíndrico azul; à esquerda e à direita, componentes cinzentos que parecem suportes ou rolamentos.
Banco de testes acústicos para acoplamentos
Desenho técnico de um conjunto de máquinas em forma simplificada. No centro, um elemento cilíndrico azul; à esquerda e à direita, componentes cinzentos que parecem suportes ou rolamentos.
Banco de testes acústicos para suportes

A VULKAN estabelece as bases para o projeto ideal do sistema por meio da caracterização precisa do produto, realizada em bancos de teste proprietários. Nesse processo, as propriedades dinâmicas de rigidez de transferência de nossos suportes de borracha são medidas em direções translacionais, de acordo com as normas aplicáveis. Os procedimentos de medição padronizados aplicados permitem uma avaliação precisa do comportamento vibroacústico e dinâmico em condições operacionais. 

As características de ruído transmitido pela estrutura de nossos acoplamentos de borracha altamente flexíveis são determinadas usando uma bancada de teste personalizada no Centro de Testes da VULKAN. Empregando um sistema de vibração dupla, podemos medir tanto a perda de transmissão quanto a perda de inserção nas direções axial, radial e torcional, com excitações de força dinâmica atingindo até 16 kN.