Estudio de diseño de una caja acústica de tipo car-audio, elaborada a partir de materiales compuestos mediante la utilización de módulos acústicos del software Ansys Workbench

Abstract

El estudio de nuevos materiales utilizados en el campo de la acústica, en especial el desarrollo de materiales compuestos nos permitió desarrollar el proyecto con el fin de determinar los elementos, la matriz y el refuerzo más idóneos, verificando las propiedades mecánicas de los diferentes materiales, para el desarrollo se utilizó fibras naturales (fibras de coco) y sintéticas (fibra de vidrio), así como también analizamos la influencia de la matriz con sus cargas y semicargas (polvo de balsa), con el fin de que este nuevo material pueda reemplazar a los materiales comúnmente utilizados. Para la verificación de estos parámetros y su estudio, se utilizó el programa ANSYS WORKBENCH. El diseño de la caja acústica utilizada en este estudio nos permite optimizar espacio y alcanzar un mejor desempeño, para este fin se fabricaron dos cajas similares, la primera se elaboró a base de fibra de coco y resina, la segunda se conforma de fibra de vidrio, polvo de balsa y resina, las dos cajas cuentan con una distribución laminar tipo sándwich, que permite obtener características específicas en los diferentes niveles dando como resultado un elemento compuesto que se asemeje a los tradicionales, que presentan buenas características mecánicas y excelentes características acústicas. Con la ayuda del programa CAD se modelo la caja acústica, para ser utilizada en las simulaciones, se generaron tres estudios el primero un estudio modal que nos permitió verificar las frecuencias naturales a las cuales trabajan estos modelos, el segundo un estudio de respuesta armónica con la cual obtuvimos las gráficas de respuesta armónica al desplazamiento y a la aceleración, por último se generó un estudio armónico acústico para determinar la relación entre la caja acústica y el ambiente que le rodea, se simulo una prueba de presión sonora (SPL) misma que es utilizada en los concursos de CAR AUDIO.