Un tipo diferente de diseño para absorber vibraciones podría ayudar a mejorar las paredes insonorizadas y hacer que los vehículos sean más aerodinámicos, muestra un nuevo estudio.
El estudio probó qué tan bien los resonadores incorporados manejan las vibraciones en una variedad de escenarios. Los resonadores son dispositivos que ayudan a manejar las vibraciones; algunos vehículos los tienen para limitar el sonido emitido por el silenciador de un automóvil, y algunos puentes y edificios los usan paralimitan el ruido y el movimiento de esas estructuras. Los resonadores utilizan una oscilación similar a un resorte para controlar y cambiar las vibraciones; algunos las absorben y neutralizan, otras las amplifican y las dirigen a lugares específicos la cámara dentro de una guitarra acústica es un resonador, por ejemplo.
Estudios anteriores han examinado cómo usar resonadores para controlar el sonido que pasa a través de las paredes o para reducir las vibraciones de los vehículos en movimiento. Esos estudios se han centrado en agregar un resonador a una estructura o parte de un vehículo existente. Pero este estudio encontró que cortar resonadoresdirectamente en la pared o el material del vehículo suprimió las vibraciones que podrían propagarse.
"Queríamos crear y probar un diseño que redujera la vibración", dijo Ryan Harne, autor principal del artículo y ex profesor asociado de ingeniería mecánica en la Universidad Estatal de Ohio. "La vibración es parte integral de muchos problemas de ingeniería, tanto en cómo construimos edificios como en cómo hacemos mejores aviones y otros vehículos ".
Harne, que mantiene un puesto adjunto en Ohio State, se unió a la facultad de la Universidad de Penn State. Los experimentos para este estudio se llevaron a cabo en su antiguo laboratorio en Ohio State. Ese laboratorio contiene equipos que permiten a los investigadores controlar la fuerza y la frecuenciade vibraciones durante experimentos científicos.
Para este estudio, Harne y el ex estudiante de doctorado de Ohio State Sih-Ling Yeh, autor principal del estudio, cortaron resonadores en placas acrílicas rectangulares. Su estudio, publicado en el volumen de octubre de 2021 de la revista Estructuras de paredes delgadas , fue el primero en considerar lo que podría suceder si los resonadores se cortan directamente en un material, en lugar de agregarlos más tarde.
El estudio no comparó directamente los resonadores de corte con los que se agregan. Harne dijo que los resonadores de corte son más optimizados que los que se agregan y serían mejores opciones para aplicaciones donde el espacio importa, en la construcción deun avión o una pared, por ejemplo.
Los investigadores mantuvieron las placas en su lugar utilizando diferentes mecanismos: algunas se sujetaron firmemente, otras se suspendieron en el aire y otras se sujetaron con soportes. Luego, utilizaron un martillo mecanizado para golpear las placas y midieron la fuerza de las vibraciones.creado por cada placa después del impacto del martillo. Mantuvieron una placa inalterada como control.
Descubrieron que las vibraciones viajaban más lejos en las placas inalteradas que en aquellas con resonadores incorporados. Los resonadores, mostraron sus experimentos, ayudaron a las placas a flexionarse y absorber las vibraciones del martillo.
Los experimentos se crearon para probar un diseño que podría tener múltiples aplicaciones del mundo real y usarse para insonorizar paredes, pero también podría usarse para construir armazones de aviones que disminuyan automáticamente el sonido que ingresa a la cabina.
"Puede imaginar una construcción similar a un sándwich, donde coloca un panel liviano con un resonador incorporado entre dos paneles de yeso, o lo coloca dentro de las paredes de un avión", dijo Harne. "Y podría usar estopara reducir la vibración de todo el sistema sin reducir la aerodinámica o la eficiencia ya que se elimina la masa. Controla esa vibración, y la vibración afecta lo que escuchamos, y afecta qué tan aerodinámico es un avión o un automóvil ".
Los resonadores también pudieron absorber vibraciones independientemente de cómo se mantuvieran las placas en su lugar, algo que sorprendió a Harne, quien ha estado estudiando vibraciones y frecuencias durante años.
"También me sorprendió lo efectivo que fue esto porque no estamos agregando masa a las placas; por lo general, los resonadores se agregan después del hecho", dijo Harne.puede lograr un control de vibración aún mejor ".
Este trabajo fue apoyado por la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Laura Arenschield. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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