Structural Dynamics and Acoustics (SDA)

Door het stiller worden van de (auto-)motoren is bandenlawaai de dominante geluidsbron. Gevolg is dat bandenfabrikanten onderzoek doen naar het reduceren van het geluid dat wordt afgestraald (gegenereerd) door banden. Men wil tijdens het ontwerp al kunnen voorspellen wat de invloed van de materiaalkeuze (rubber) en de vorm van de band en het profiel is op het geluid dat de band produceert, om op die manier aan de steeds strengere geluidsnormen (milieu) zoals opgelegd door de overheid te kunnen voldoen. Dit houdt in dat de welbekende Magische Driehoek van de bandentechnologie er een extra dimensie bij krijgt die het ontwerpen van optimale banden nog complexer maakt.

 

Mechanismen die een rol spelen bij genereren van bandenlawaai

Afb: Mechanismen die een rol spelen bij genereren van bandenlawaai

De initiële bron van het bandenlawaai is het contactgebied tussen band en wegdek (zie afb. hierboven). Hier ontstaan de dynamische belastingen, die de band in trilling brengen en waardoor deze geluid gaat afstralen. Verder worden in het contactvlak ook nog luchtverplaatsingen gegenereerd (tussen profiel en wegdek) die eveneens een bijdrage leveren aan het bandenlawaai (“air-pumping”).

Voor een goede voorspelling van het bandenlawaai zijn modellen nodig waarmee:

·

Het dynamisch gedrag van de band wordt beschreven;

·

Het afgestraald geluid t.g.v. de bandtrillingen kan worden berekend;

·

Het geluid t.g.v. de luchtverplaatsing in het contactvlak kan worden berekend;

·

De dynamische belastingen in het contactvlak kunnen worden berekend.

 

Om het afgestraalde geluid tot 2000 Hz te kunnen berekenen (zie afb. rechts) worden de modellen heel rekenintensief, waardoor ze moeilijk in een ontwerpomgeving kunnen worden gebruikt.

Met name de manier van modelleren van de dynamische belastingen in het contactvlak is een belangrijke factor die bepaalt hoeveel rekentijd nodig is en hoe nauwkeurig het uiteindelijk afgestraalde geluid kan worden voorspeld. Binnen SDA wordt onderzoek gedaan naar het toepassen van een geavanceerde contactberekeningsmethode. Deze methode zal worden gekoppeld met de andere drie hierboven genoemde modellen zodat het door de band gegenereerde geluid zo snel kan worden berekend dat het in een ontwerpomgeving kan worden gebruikt.

Berekend geluidsniveau in decibel (dB) Afb.: Berekend geluidsniveau in decibel (dB) bij 1050 Hz

van een band zonder profiel op een harde ondergrond