Desarrollo de una máquina de ensayos para la evaluación del comportamiento dinámico de elastómeros a alta frecuencia

Resumen

La caracterización del comportamiento dinámico de piezas elastoméricas en un rango de frecuencias elevado es un reto importante en el sector del vehículo eléctrico. La nueva movilidad eléctrica ha eliminado los sonidos que generaban los motores de combustión, con rangos de frecuencia entre los 50Hz y los 200 Hz. La desaparición de estos ruidos revela la existencia de sonidos originados en otros sistemas, como la calefacción, la ventilación, la rodadura de los neumáticos, etc. A esto se suman las vibraciones y ruidos de alta frecuencia (hasta 2 a 3 kHz) intrínsecos de este sistema electromotriz. Estas nuevas fuentes de vibración alcanzan el interior del habitáculo del vehículo y hasta el momento no se habían abordado para lograr su aislamiento. La mejora del confort de los ocupantes en un vehículo eléctrico es una prioridad para estimular la adquisición de esta alternativa al vehículo de combustión interna.

Existen numerosos estudios sobre la caracterización de casquillos de caucho en un rango de frecuencias de hasta 200 Hz, pero existe un vacío en la caracterización y simulación de casquillos de caucho a muy altas frecuencias. Este trabajo presenta una máquina de ensayos cuyo diseño se basa en las recomendaciones de la norma técnica UNE-EN ISO10846 relativa a la medición en laboratorio de las propiedades de transferencia vibroacústica de elementos elásticos. En concreto, las mediciones se basarán en el método indirecto propuesto en la norma. De manera que, se emplee una masa de bloqueo para aislar el sistema del banco de ensayos y evitar problemas de resonancia. La excitación se impone por medio de un excitador electrodinámico de baja carga que aplica el desplazamiento armónico sobre la probeta de caucho. Ésta a su vez se sujeta a una masa sísmica que queda sostenida por un sistema de gomas elásticas sobre una estructura o banco de ensayos. El trabajo ha contemplado la realización de ensayos de validación sobre casquillos cilíndricos de caucho. También se han llevado a cabo verificaciones mediante modelos de elementos finitos.