Miglioramento delle prestazioni NVH di un veicolo attraverso l'ottimizzazione del design dei componenti in un Virtual Prototype Assembly.

This thesis explores the optimization of mechanical component design within a Virtual Prototype Assembly (VPA) to minimize Noise, Vibration and Harshness (NVH) issues. Using Transfer Path Analysis (TPA), particularly\break component-based TPA, the study investigates noise and vibration transmission paths from source (an electric motor of a windshield wiper) to receiver (a structure), allowing virtual simulations that reduce the need for physical prototypes. A CAD model of the component was created with NX software, integrating realistic material properties, such as Young's modulus, Poisson's ratio and density, along with boundary conditions. This model underwent both numerical simulations and experimental tests to ensure accuracy. Experimental measurements included strategic accelerometer placement to capture vibration data, with correlation using Modal Assurance Criterion (MAC) analysis to validate the simulated and actual vibrational modes. Following model validation, Simcenter 3D software was used to refine material parameters, producing a validated model supporting the generation of Parametric Reduced Order Models (pROM). This approach facilitates rapid simulations for iterative design optimization, significantly lowering computational costs while maintaining accuracy. The optimization process centered on minimizing vibrational effects using various complex power formulations. MATLAB was employed to implement and compare methods proposed by Meggitt, Moorhouse and Gagliardini. By minimizing the complex power, the study successfully reduces the component's vibrations and acoustic emissions. The thesis concludes with a comparative evaluation of these approaches, providing insights into achieving more reliable and vibration-resistant component designs.

Questa tesi esplora l'ottimizzazione della progettazione di componenti meccanici all'interno di un Virtual Prototype Assembly (VPA) per ridurre i problemi legati a Rumore, Vibrazioni e Rigidità (NVH). Utilizzando la Transfer Path Analysis (TPA), in particolare la TPA basata sui componenti, lo studio analizza i percorsi di trasmissione del rumore e delle vibrazioni dalla sorgente (un motore elettrico di un tergicristallo) al ricevitore (una struttura), consentendo simulazioni virtuali che riducono la necessità di prototipi fisici. Un modello CAD del componente è stato creato con il software NX, integrando proprietà dei materiali realistiche, come il modulo di Young, il coefficiente di Poisson e la densità, insieme alle condizioni al contorno. Questo modello è stato sottoposto sia a simulazioni numeriche sia a test sperimentali per garantirne l'accuratezza. Le misurazioni sperimentali hanno incluso il posizionamento strategico di accelerometri per catturare i dati vibratori, con correlazione mediante analisi del Modal Assurance Criterion (MAC) per validare le vibrazioni simulate e reali. Dopo la validazione del modello, il software Simcenter 3D è stato utilizzato per affinare i parametri del materiale, producendo un modello validato che supporta la generazione di Parametric Reduced Order Models (pROM). Questo approccio consente simulazioni rapide per un'ottimizzazione iterativa del design, riducendo significativamente i costi computazionali pur mantenendo elevata l'accuratezza. Il processo di ottimizzazione si è concentrato sulla riduzione degli effetti vibratori utilizzando diverse formulazioni di potenza complessa. MATLAB è stato impiegato per implementare e confrontare i metodi proposti da Meggitt, Moorhouse e Gagliardini. Riducendo la potenza complessa, lo studio è riuscito a diminuire le vibrazioni e le emissioni acustiche del componente. La tesi si conclude con una valutazione comparativa di questi approcci, fornendo indicazioni utili per ottenere progetti di componenti più affidabili e resistenti alle vibrazioni.