BRPI0400049B1

BRPI0400049B1 - Estrutura mecânica

Info

Publication number: BRPI0400049B1
Application number: BRPI0400049-8A
Authority: BR
Inventors: Michel Pompei
Original assignee: Hutchinson
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2014-08-26
Also published as: CA2454998A1; FR2850484A1; BRPI0400049A; EP1441327A1; US20040154418A1; FR2850484B1

Description

“ESTRUTURA MECÂNICA” A presente invenção refere-se a uma estrutura mecânica apresentando uma propriedade acústica de cujo uso é feita, por exemplo, uma frequência crítica ou uma resposta à vibração transmitida por uma estrutura portadora.

Muitas vezes é vantajoso ser capaz de variar a impedância de uma estrutura ou modificar uma propriedade vibratória útil, como seu comportamento vibratório natural e/ou sua radiação de som.

Para fazer isto, a ação é, freqüentemente, tomada sobre a rigidez da estrutura em pontos adequados. Esta ação é aplicada por meio de enrijecedores que também modificam a massa da estrutura.

Estas ações combinadas nem sempre têm efeitos que operem na mesma direção. Por conseguinte, é desejável ter meios aperfeiçoados para implementar estas modificações de impedância. A invenção é baseada na idéia de atuar unicamente sobre o termo de massa, enquanto modificando o termo associado à elasticidade muito pouco ou nada, com isto sendo medido por meio de um elemento feito de material que seja tanto pesado quanto flexível. A invenção provê, assim, uma estrutura mecânica apresentando pelo menos uma propriedade vibratória, a estrutura sendo caracterizada pelo fato de apresentar pelo menos um elemento preso a uma região da estrutura de modo a modificar a mencionada propriedade vibratória, cujo elemento é um polímero flexível e pesado contendo, por exemplo, material de carregamento que seja maciço.

Vantajosamente, o polímero flexível apresenta um módulo variando na faixa de 104 pascais (Pa) a 107 Pa e, de preferência, variando na faixa de 105 Pa a 106 Pa. O polímero flexível carregado com o mencionado enchimento maciço apresenta, vantajosamente, peso específico maior do que 2 ou igual a 10, e, de preferência, variando na faixa de 3 a 10. O enchimento apresenta, vantajosamente, peso específico variando na faixa de 3 a 18, e um tamanho na faixa de 10 micrômetros (pm) a 2000 pm.

Em uma primeira variante a estrutura é caracterizada pelo fato de ser constituída pelo menos em parte por um painel do tipo colméia, compreendendo, duas placas externas com um arranjo ordenado de células dispostas entre as mesmas, e pelo fato de pelo menos algumas das mencionadas células serem carregadas com um mencionado elemento feito de polímero flexível e pesado.

Em uma segunda variante, a estrutura é caracterizada pelo fato de ser constituída por uma armação portadora de carga apresentando pelo menos uma abertura na qual uma placa é encaixada ou fixada, e pelo fato dela apresentar pelo menos uma tira ou pelo menos uma placa feita de um mencionado polímero flexível e pesado que é fixado a pelo menos uma porção do perímetro de pelo menos uma mencionada placa. Em particular, pelo menos uma placa de um polímero flexível e pesado pode ser fixada a um canto da placa que está encaixada ou fixada na armação portadora de carga.

Em uma terceira variante, a estrutura é caracterizada pelo fato de apresentar pelo menos um furo de fixação arranjado ao redor de uma região da estrutura, e pelo fato de apresentar pelo menos um anel feito de um mencionado polímero flexível carregado preso à estrutura e circundando o mencionado furo de fixação.

Outras características e vantagens da invenção aparecerão pela leitura da descrição detalhada a seguir dada com referência aos desenhos anexos, nos quais: Figs. 1 a 3 mostram três modos de realização variantes da invenção; e As Figs. 4 e 5 mostram o aperfeiçoamento do som provido pela estrutura da Fig. 3 sob duas condições de excitação. A Fig. 1 mostra um painel de colméia apresentando duas placas 1 e 2 tendo entremeado a elas um arranjo 3 de células hexagonais 4.

Algumas das células são carregadas com polímero tendo um módulo muito baixo (por exemplo, 104 Pa a 107Pa, e, de preferência, na faixa de 105Pa a 106 Pa) carregado com um enchimento pesado, por exemplo, partículas de metal e / ou mineral de dimensões variando na faixa de 0,01 milímetro (mm) a 2 mm. O peso específico do enchimento tem que ser maior do que o dos enchimentos (fibras de vidro ou fibras de carbono) normalmente usados como enchimentos de reforço mecânico para borracha. Isto produz uma mudança no comportamento vibratório no painel de colméia e uma mudança na freqüência crítica do painel. O número de células pode ser selecionado e é um parâmetro que toma possível adaptação. As localizações das células 4 que devem ser carregadas com material 5 podem ser selecionadas de modo a localizar o efeito resultante.

Fig. 2 mostra uma placa 10 apresentando um furo de fixação 11. A placa 10 pode ser uma aba de fixação para uma estrutura mecânica, ou mais geralmente uma região de uma estrutura mecânica que pode ser fixada por meio de um furo de fixação 11.

De acordo com a invenção, um anel 12 de polímero flexível contendo material enchimento pesado é fixado sobre a placa 10 de modo a circundar o furo de fixação 11. O anel 12 é, de preferência, concêntrico ao redor o furo de fixação 11. O efeito obtido é uma modificação local à impedância mecânica que leva a ondas vibratórias entrando no painel neste ponto serem refletidas. A vibração comunicada à placa 10 por um ponto de fixação 14 (mostrada em linhas tracejadas) é assim atenuada pelo anel 12, cuja massa toma possível adaptar a faixa de freqüência na qual a atenuação ocorre. A estrutura mostrada na Fig. 3 apresenta placas 21 que são encaixadas perifericamente em aberturas 22 de uma armação portadora de carga 23 constituindo uma treliça. Como exemplo, as placas 21 são painéis de fuselagem de aeronave encaixados entre armações e longarinas. Uma ou mais tiras estreitas 24 (por exemplo, de 5 mm a 10 mm de largura e 2 mm a 4 mm de altura) de material pesado e flexível conforme definido acima são coladas às periferias dessas placas, ou seja, na vizinhança imediata da interface entre cada placa 21 e a armação portadora de carga 23 sobre pelo menos uma fração do perímetro das mesmas. O efeito obtido é manter uma ação da radiação de som gerada pela placa quando o som é transmitido pela estrutura portadora de carga (Fig. 4) sendo excitada, por exemplo, mecanicamente, em um ponto (Fig. 5). Dependendo da freqüência, a atenuação obtida fica na faixa de 0 decibel (dB) a 10 dB (a 100 hertz (Hz)) no exemplo mostrado na Fig. 4, é na faixa de 0 dB a 9 dB (a 2000 Hz) no caso mostrado na Fig. 5. Pelo menos um canto da placa 21 pode receber uma placa de material pesado e flexível que é fixada sobre o mesmo, por exemplo, por adesivo.

Um outro exemplo de uma aplicação é o de modificar a freqüência de som crítica de um painel pela colagem localizada sobre os mesmos de placas de um material que seja tanto pesado quanto flexível. A freqüência crítica depende da massa e da rigidez do painel. Qualquer ação sobre um desses fatores resulta em ação sobre o outro e os efeitos podem opor um ao outro, dependendo da faixa de freqüência. A adição de placas de material que seja tanto pesada quanto flexível toma possível variar a massa enquanto obtendo pequeno efeito sobre a rigidez.

Um elemento de material pesado e flexível, por exemplo, constituído por um polímero flexível contendo material enchimento maciço, é particularmente efetivo quando o módulo de elasticidade do polímero for baixo e a densidade do enchimento maciço for alta.

Claims

1. Estrutura mecânica apresentando pelo menos uma propriedade vibratória, a estrutura sendo caracterizada pelo fato de apresentar pelo menos um elemento (5,12,24) para modificar a mencionada propriedade vibratória, cujo elemento é feito de um polímero flexível e pesado, por exemplo, contendo material enchimento maciço, e pelo fato do polímero flexível e pesado apresentar peso específico variando na faixa de 3 a 10 e o fato do mencionado elemento (5,12,24) ser preso a uma região da estrutura.

2. Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do mencionado polímero apresentar um módulo variando na faixa de 104Paa 107 Pa.

3. Estrutura de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada pelo fato do polímero ser poliuretano, silicone, borracha natural ou borracha sintética.

4. Estrutura de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de apresentar um material enchimento maciço constituído por partículas de metal e/ou mineral.

5. Estrutura de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de ser constituída pelo menos em parte por um painel tipo colméia (1, 2, 3) compreendendo duas placas externas (1, 2) com um arranjo (3) de células (4) dispostas entre as mesmas, e pelo fato de pelo menos algumas das mencionadas células (4) serem carregadas com um mencionado elemento de polímero flexível e pesado.

6. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de ser constituída por uma armação portadora de carga (23) apresentando pelo menos uma abertura na qual uma placa (21) é encaixada ou fixada, e pelo fato de apresentar pelo menos uma tira ou placa (24) de um mencionado polímero flexível e pesado que é fixado a pelo menos uma porção do perímetro de pelo menos uma mencionada placa (21) que é encaixada ou fixada à armação portadora de carga (23).

7. Estrutura de acordo com reivindicação 6, caracterizada pelo fato de apresentar pelo menos uma placa feita de um mencionado polímero flexível e pesado e pelo menos um canto da mencionada placa (21) que é encaixada ou fixada à armação portadora de carga (23).

8. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de apresentar pelo menos um furo de fixação (11) arranjado ao redor de uma região dos comutadores, e pelo fato de apresentar pelo menos um anel (12) de um mencionado polímero flexível carregado preso à estrutura e circundando o mencionado furo de fixação (11).