Une Approche hiérarchique pour l'étude de la variabilité vibro-acoustique basses fréquences dans un habitacle automobile
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This work deals with an experimental and numerical hierarchical study of the variability of low frequency interior noise levels in passenger cars. It is focused on booming noise. A terminology is introduced to clearly distinguish between intra variability and inter variability respectively corresponding to a lack of robustness toward environmental conditions and manufacturing process. The principle of the hierarchical approach is to analyse the relationship between noise variability (level 1) and the variability of the systems (level 2), here the engine, the engine mounting system and the body. The experimental results show that, for the type of vehicle under study, the intra variability level has the same order of magnitude as the inter variability one: intra variability is of great importance toward the structural acoustic robustness of vehicles. The engine excitations variability levels are negligible, whereas the behaviour of both the engine mounting system and the body respectively show a moderate and high level of variability. The probabilistic numerical study has been carried out using Monte Carlo simulations applied to a noise synthesis model. The propagation of variability between level 1 and level 2 has been underlined on simplified examples. A first attempt of validation of booming noise inter variability is illustrated on an industrial case. An approximate analytical sensitivity analysis is shown and compared to finite difference approximations combined with Monte Carlo simulations.
Abstract FR:
L'étude porte sur l'analyse hiérarchique expérimentale et numérique de la variabilité vibro-acoustique basses fréquences dans l'habitacle automobile. La prestation ciblée est le bourdonnement. Une terminologie est introduite pour distinguer la variabilité intra et la variabilité inter qui correspondent respectivement à un manque de robustesse par rapport aux conditions d'environnement et au procédé de fabrication et d'assemblage. L'approche proposée consiste à étudier la relation entre la variabilité du bruit (niveau 1) et la variabilité du comportement des systèmes (niveau 2). Les systèmes pris en compte sont le groupe motopropulseur, la suspension moteur et la caisse. Les résultats expérimentaux ont montré que, pour le type de véhicule étudié, le niveau de variabilité intra de la prestation est du même ordre de grandeur que celui de la variabilité inter, ce qui confirme l'importance de ce phénomène dans la robustesse acoustique des véhicules produits. Au niveau 2, la variabilité des vibrations du groupe motopropulseur est très faible. En revanche, la variabilité du comportement dynamique de la suspension moteur est modérée et celle de la réponse vibro-acoustique de la caisse est élevée. L'étude numérique probabiliste de la variabilité a été menée avec des simulations de Monte Carlo appliquées à un modèle de synthèse du bruit. Les mécanismes de propagation de la variabilité entre les niveaux 1 et 2 ont été mis en évidence sur des cas simplifiés. Une première confrontation calcul/mesure de la variabilité inter du bourdonnement est illustrée sur un cas industriel. Le calcul de sensibilité a été abordé de façon analytique approchée et comparé à l'approximation par différences finies couplée aux simulations de Monte Carlo.