Substructuring method for the analysis of structure-borne vehicle interior noise

Nowadays, people spend a remarkable amount of their time traveling and there is an increasing demand for comfort inside the vehicles, especially in terms of interior noise and vibration levels reduction. Furthermore, in recent years, the interior noise resulting from the interaction between the tyres and the road has become the predominant source of discomfort for the passengers. As a result, the NVH (Noise Vibration Harshness) performances of road vehicles are gaining interest in the automotive industry, especially for tyre manufacturers. In this framework, the present thesis work is part of a Joint Labs project between Pirelli Tyre S.p.a and Politecnico di Milano. The research aims at developing a methodology to predict the structure-borne interior noise in the 0-500 Hz frequency range for a generic car equipped with a generic tyre model. While current methodologies for the evaluation of the NVH performances consider the vehicle and the tyres as a unique system, so that experimental tests are required for every tyre/car configuration, the present work is devoted to the modelling of the mutual interaction between the tyres and the car. Specifically, the methodology proposed in the present work aims at developing an experimental/numerical approach to combine the data of a single experimental test with numerical FEM models of tyres, so that the response of other tyre/car pairs can be estimated with no need of further tests.

Oggigiorno, le persone trascorrono molto tempo in viaggio e l’attenzione verso il comfort all’interno dei veicoli è sempre maggiore, specialmente in termini di rumore interno e di vibrazioni. Inoltre, negli ultimi anni, il rumore interno derivante dall’interazione tra pneumatici e strada è divenuto la principale causa di disturbo per i passeggeri. Per questo motivo, le prestazioni NVH (Noise Vibration Harshness) dei veicoli terrestri sono oggetto di interesse dell’industria automobilistica, specialmente da parte dei produttori di pneumatici. In questo ambito, la presente tesi è parte del progetto di ricerca Joint Labs tra Pirelli Tyre S.p.a e Politecnico di Milano. Tale progetto ha come fine lo sviluppo di una metodologia per stimare il rumore interno di tipo structure-borne nel range di frequenza 0-500 Hz, considerando una generica autovettura equipaggiata con una generica tipologia di pneumatici. Mentre le attuali metodologie impiegate per la valutazione delle prestazioni NVH considerano il veicolo e gli pneumatici come un unico sistema, rendendo necessaria l'esecuzione di prove sperimentali per ogni configurazione pneumatico/veicolo, il presente lavoro è rivolto alla modellizzazione della reciproca interazione tra gli pneumatici e la vettura. Più specificamente, la metodologia proposta nella presente tesi ha come fine lo sviluppo di un approccio sperimentale/numerico per combinare i dati di una singola prova sperimentale con modelli numerici FEM di pneumatici, così che possa essere stimata la risposta di una qualsiasi coppia pneumatico/veicolo senza dover effettuare ulteriori prove.