Identificación experimental de la división en el modo fundamental de cavidad de aire de neumáticos cargados en ausencia de rotación

El modo fundamental de cavidad de aire de un neumático, que típicamente ocurre cerca de 200 Hz para los neumáticos de automóviles de pasajeros actuales, puede dividirse en dos modos adyacentes cuando un neumático está cargado, creando así un modo anterior-posterior a una frecuencia más baja y un modo vertical a una frecuencia más alta. Estos modos adyacentes son importantes ya que crean entradas de fuerza dinámica al sistema de suspensión y, por lo tanto, pueden contribuir al ruido interior del vehículo en el vecindario de 200 Hz. Este trabajo se centró en observaciones experimentales de un conjunto de 24 neumáticos comercialmente disponibles. Se construyó un banco de pruebas especializado para cargar los neumáticos y se midieron las movilidades de los neumáticos utilizando un sistema de escaneo láser Doppler. Se encontró que las divisiones de frecuencia variaban de 2.0 a 11.2 Hz a carga nominal a partir del diagrama de movilidad y dispersión convertido por descomposición en número de onda, lo que también se observó en una prueba móvil alrededor de la circunferencia del neumático utilizando un martillo de impacto. A partir de estos resultados, se desarrolló el modelo de regresión sobre la división de frecuencia en función de parámetros de entrada como el tamaño del aro, la rigidez, la presión y la carga aplicada, y coincidió con los valores de prueba reales. Finalmente, la relación entre la magnitud de la división de frecuencia y la carga aplicada mostró una dependencia casi de cuarto orden, mientras que la estimación analítica de Thompson presentó una dependencia de segundo orden. Las curvas de dispersión resultantes obtenidas de la descomposición en número de onda de los datos de movilidad espacial hicieron posible identificar la fuerza de la interacción entre los dos modos acústicos y las resonancias estructurales de la banda de rodadura en torno a 200 Hz.