Vibracions i Acústica

ENGINYERIA INDUSTRIAL
VIBRACIONS
ACÚSTICA
I
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25081 Vibracions i Acústica. Guia de l’assignatura
Aprova da en C.A.A de data 8/06/05
1
Crèdits: 6
Crèdits ECTS: 4,8
Tipus OPTATIVA
Coordinador: Ramon Capdevila, ([email protected])
Altres Professors: Jordi Romeu, Gabriel Alarcón
Departament: Enginyeria Mecànica
Presentació
Coneixements previs
Coneixements de mecànica. Física d’ones.
Camps professionals
Enginyer de producte en general. Enginyeries ambientals. Enginyeria de projectes i instal·lacions.
Manteniment industrial. Disseny i optimització de elements de maquinària i estructures. Sector dels
transports
Relació amb altres assignatures
Les vibracions i emissió sonora estan relacionades amb qualsevol assignatura que tracti sobre
projectes de components mecànics i industrials.
Objectius generals
Cada cop és més present el factor vibroacústic en la societat i, en conseqüència, en les indústries i
activitats en general. El confort vibroacústic a l’interior dels vehicles, la baixa emissió sonora d’articles
de consum o l’impacte acústic dels mitjans de transport són conceptes molt valorats i relacionats amb
la innovació tecnològica i la sostenibilitat. Per a un enginyer és important comprendre els fenòmens
físics de generació i propagació de les vibracions i el so, saber utilitzar els equips de mesura i els
procediments i eines de càlcul existents i, finalment, reconèixer el camp d’aplicació del concepte de
baixa emissió sonora. Aleshores, els principals objectius són:
-
Comprensió dels fenòmens físics que hi intervenen.
-
Coneixement de les tècniques de càlcul i mesura
-
Reconeixement de les millors solucions enfront un problema vibroacústic
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25081 Vibracions i Acústica. Guia de l’assignatura
Aprova da en C.A.A de data 8/06/05
2
Temari
Mòdul 1: Vibracions (30 h)
1.1. Anàlisi de senyal dinàmica: anàlisi de Fourier, quantificació de les magnituds mesurables
1.2. Un grau de llibertat. Vibració lliure, vibració forçada, ressonància, aïllament de vibracions
1.3. Dos graus de llibertat. Modes propis. Equacions del moviment.
1.4. N graus de llibertat. Coordenades físiques i modals. Modes propis complexos. Matrius
dinàmiques.
1.5. Sòlid continu. Anàlisi mitjançant elements finits. Absorbidors dinàmics. Casos pràctics d’aïllament
de vibracions
Mòdul 2: Acústica (30 h)
2.1. Radiació i propagació sonora
2.2. Absorció i transmissió sonora. Materials.
2.3. Acústica de recintes. Densitat modal, camp difús, reverberació.
2.4. Aïllament acústic. Pannells monocapa i multicapa.
2.5. Tècniques de control. Pantalles acústiques, silenciadors.
2.6. Acústica de vehicles. Modelat, anàlisi vibroacústic.
Objectius específics dels mòduls
n
Mòdul 1
Coneixement dels fenòmens físics que determinen la vibració en sòlids. Presentació dels
procediments i equips de mesura habituals. Solució de problemes teòrics i pràctics. Implicacions
ambientals i legals.
n
Mòdul 2
El mateix que el mòdul 1 però respecte a l’acústica. Relació entre vibracions i acústica.
n
Objectius de l’alumne
Comprendre els fenòmens físics que determinen la generació i propagació de vibracions i so.
Comprendre la relació entre ambdós camps.
Adquirir els mètodes de càlcul suficients per solucionar els problemes habituals en el disseny de
producte i en processos industrials
Adquirir coneixement de les eines i procediments de mesura en vibroacústica.
Metodologia de treball
L’assignatura consta de classes de teoria i classes de laboratori. A les classes de teoria s’inclouen
problemes que ajuden a entendre els conceptes i a la seva aplicació a casos reals. Les pràctiques de
laboratori estan relacionades amb conceptes importants de teoria, i es realitzen utilitzant equips
comercials actualitzats.
La metodologia de treball es basa en el treball en grup. A principi de curs es formen els grups de
treball, màxim cinc persones, que, a part de ser els grups de laboratori, també hauran de resoldre
problemes que s’aniran lliurant al llarg del curs.
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25081 Vibracions i Acústica. Guia de l’assignatura
Aprova da en C.A.A de data 8/06/05
3
A part, el curs es complementa amb xerrades i presentacions de professionals del sector.
Sessions teoria, problemes
n
Sessió 1: Anàlisi dinàmic de la senyal
n
Sessions 2 i 3: Un grau de llibertat
n
Sessió 4: Dos graus de llibertat
n
Sessió 5: N graus de llibertat
n
Sessió 6: Sòlid continu. Absorbidors dinàmics
n
Sessió 7: Aïllament en n graus de llibertat
n
Sessió 8 i 9: Radiació del so
n
Sessió 10: Absorció, acústica de recintes
n
Sessió 11: Aïllament acústic
n
Sessions 12 i 13: Control de soroll
n
Sessió 14: Acústica de vehicles
Pràctiques, laboratoris
n
Pràctica 1: Aïllament de vibracions
n
Pràctica 2: Modes propis en sòlids
n
Pràctica 3: Potència acústica
n
Pràctica 4: Modes propis d’un recinte
n
Pràctica 5: Temps de reverberació i aïllament acústic
Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant
Mòdul
Mòdul 1: Vibracions.
Mòdul 2: Acústica
Importància i dificultat dels mòduls
Els dos mòduls són equivalents en importància i dificultat.
Temps de
Classe
30 hores
Temps
d’estudi
30 hores
Temps
total
60
30 hores
30 hores
60
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25081 Vibracions i Acústica. Guia de l’assignatura
Aprova da en C.A.A de data 8/06/05
4
Materials
Bibliografia bàsica
L. L. Beranek; I. L. Ver, Noise and vibration control engineering, John Wiley & Sons (1992)
L. Kinsler et al. Fundamentos de Acústica. Limusa (1990)
A. Dimarogonas. Vibration for Engineers, Prentice Hall (1996)
M. Géradin; D.- Rixen. Mechanical Vibrations. John Wiley & Sons (1997)
Bibliografia complementària
S. Jiménez; J. Romeu; R. Capdevila. Emissió Acústica en Activitats Industrials: Anàlisi Freqüencial.
Col.legi d'enginyers de Catalunya (1998)
Avaluació
Text
N f = 0,5Nef + 0,5Nep
Nf : Nota final
N1p : Nota 1r parcial
Nef : Nota examen final
Nep : Nota exercicis pràctics