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Analisi numerica e confronto sperimentale per il calcolo della Transmission Loss di un pannello sandwich

Informazioni tesi

  Autore: Francesco Scalamogna
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria aerospaziale e astronautica
  Relatore: Massimo Viscardi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 131

Il lavoro di tesi s’inserisce nell’ambito del progetto PIROS (Progettazione Integrata di componenti multifunzionali per applicazioni in sistemi del settore ferrotranviario e dei vettori di medie dimensioni, associata alla RealizzaziOne di Speciali “facilities” per prove e qualificazioni di materiali in condizioni di fiamma) che ha come obiettivo lo sviluppo di sistemi strutturali multifunzionali in materiale composito a matrice polimerica o ibrida, ad elevate prestazioni meccaniche/vibro acustiche e di resistenza al fuoco, da adoperare in applicazioni del settore ferrotranviario o dei vettori di medie dimensioni. L’obiettivo della tesi è la caratterizzazione vibro-acustica di un pannello sandwich che avrà la sua applicazione in campo ferroviario per la realizzazione di pianali e fiancate di treni. Obiettivo di progetto PIROS è R’w > 32dB. I pannelli multistrato testati sono caratterizzati da due strati di Cytec 977 + Priform (fibra di carbonio) separati tra di loro da uno strato di balsa trattata. Si farà infine un confronto numerico – sperimentale dei risultati ottenuti.È stata fatta un’indagine sperimentale e numerica. La parte sperimentale prevede il ricavo dell’andamento della TL in funzione della frequenza per tre diversi provini (Kundt Coupon, Small Coupon, Large Coupon), per i quali si è valutato anche il parametro di isolamento acustico R’w. Software utilizzati T-Lab e Va-Lab4. La parte numerica prevede un approccio FEM-BEM col quale si è ricavati per lo Small Coupon l’andamento della TL (f) ed il parametro R’w. Software utilizzati Femap e Virtual Lab.Considerazioni finali:
1. La procedura di indagine sperimentale ha fornito dei risultati coerenti con la realtà.
2. Dal confronto numerico-sperimentale, fatto per lo small coupon, si evince che la modellazione numerica rispecchia quella che è poi la modellazione sperimentale.
3. La specifica di progetto iniziale (R’w > 32dB) è ampiamente soddisfatta dai risultati ottenuti, per cui il materiale in questione – pannelli multistrato caratterizzati da due strati di Cytec 977+Priform (fibra di carbonio) separati tra di loro da uno strato di balsa trattata – si appresta ad essere un candidato ideale per il suo impiego nel settore ferroviario.

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2 INTRODUZIONE Il progetto di ricerca PIROS (Progettazione Integrata di componenti multifunzionali per applicazioni in sistemi del settore ferrotranviario e dei vettori di medie dimensioni, associata alla RealizzaziOne di Speciali “facilities” per prove e qualificazioni di materiali in condizioni di fiamma) ha come obiettivo lo sviluppo di sistemi strutturali multifunzionali in materiale composito a matrice polimerica o ibrida, ad elevate prestazioni meccaniche/vibro acustiche e di resistenza al fuoco, da adoperare in applicazioni del settore ferrotranviario o dei vettori di medie dimensioni. Tali componenti strutturali, grazie alla loro peculiare combinazione e composizione, devono essere in grado di fornire proprietà meccaniche specifiche (rigidezza, resistenza) quantomeno paragonabili alle più comuni strutture realizzate in leghe metalliche in modo tale da prospettarsi come eccellenti candidati nelle future applicazioni “high tech” nell’ambito dei trasporti. D’altro canto, l’impiego di materiali di origine organica o sintetica, e perciò infiammabili, in veicoli destinati al trasporto passeggeri, è associato al rischio di incendi; risulta quindi particolarmente importante studiare il comportamento di tali materiali in presenza di fiamma. Durante la fase di progettazione preliminare di tali componenti si è reso dunque necessario sia sviluppare modelli analitici-numerici dei materiali, dei singoli componenti strutturali e del sistema “assemblato” finito, quanto di ricercare delle procedure sperimentali affidabili per prevedere il comportamento di tali sistemi strutturali multifunzione di reazione e resistenza al fuoco e alla presenza di fiamma.

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Parole chiave

metodo fem
transmission loss
pannello sandwich
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