Um tipo diferente de design para absorver vibrações poderia ajudar a melhorar as paredes à prova de som e tornar os veículos mais aerodinâmicos, mostra um novo estudo.

O estudo testou como os ressonadores integrados lidavam com as vibrações em uma variedade de cenários. Ressonadores são dispositivos que ajudam a controlar as vibrações - alguns veículos os utilizam para limitar o som emitido pelo silenciador de um carro, e algumas pontes e edifícios os usam para limitar o ruído e o movimento dessas estruturas. Os ressonadores usam oscilação tipo mola para controlar e alterar as vibrações - alguns absorvem e neutralizam-nas, outros os amplificam e direcionam a lugares específicos. (A câmara dentro de um violão é um ressonador, por exemplo.)

Estudos anteriores examinaram como usar ressonadores para controlar o som que passa pelas paredes ou para reduzir as vibrações de veículos em movimento. Esses estudos se concentraram em adicionar um ressonador a uma estrutura existente ou peça de veículo. Mas este estudo descobriu que o corte de ressonadores diretamente na parede ou no material do veículo suprimiu as vibrações que poderiam se espalhar.

"Queríamos criar e testar um projeto que reduzisse a vibração, "disse Ryan Harne, autor sênior do artigo e ex-professor associado de engenharia mecânica na The Ohio State University. "A vibração é parte integrante de muitos problemas de engenharia, tanto na forma como construímos edifícios quanto na forma como fazemos melhores aviões e outros veículos. "

Harne, que mantém um cargo adjunto no estado de Ohio, desde então, ingressou no corpo docente da Penn State University. Os experimentos para este estudo foram conduzidos em seu antigo laboratório no estado de Ohio. Esse laboratório contém equipamentos que permitem aos pesquisadores controlar a força e a frequência das vibrações durante os experimentos científicos.

Para este estudo, Harne e o ex-aluno de doutorado do estado de Ohio Sih-Ling Yeh, autor principal do estudo, corte ressonadores em placas retangulares de acrílico. Seu estudo, publicado no volume de outubro de 2021 da revista Estruturas de paredes finas , foi o primeiro a considerar o que poderia acontecer se os ressonadores fossem cortados diretamente em um material, em vez de adicionado mais tarde.

O estudo não comparou diretamente os ressonadores ligados aos que são adicionados. Harne disse que os ressonadores conectados são mais simplificados do que aqueles adicionados e seriam as melhores opções para aplicações onde o espaço é importante - na construção de um avião ou de uma parede, por exemplo.

Os pesquisadores mantiveram as placas no lugar usando diferentes mecanismos - alguns foram presos com força, alguns estavam suspensos no ar, e alguns foram sustentados por suportes. Em seguida, eles usaram um martelo mecanizado para golpear as placas e mediram a força das vibrações criadas por cada placa após o impacto do martelo. Eles mantiveram um prato inalterado como controle.

Eles descobriram que as vibrações viajavam mais longe nas placas inalteradas do que naquelas com ressonadores embutidos. Os ressonadores, seus experimentos mostraram, ajudou as placas a flexionar e absorver as vibrações do martelo.

Os experimentos foram construídos para testar um projeto que poderia ter várias aplicações no mundo real e ser usado em paredes à prova de som, mas também pode ser usado para construir estruturas de aviões que diminuem automaticamente o som que entra na cabine.

"Você pode imaginar uma construção semelhante a um sanduíche, onde você coloca um painel leve com um ressonador embutido entre dois painéis de sheetrock, ou camada dentro das paredes de um avião, "Harne disse." E você poderia usar isso para reduzir a vibração de todo o sistema sem reduzir a aerodinâmica ou a eficiência, uma vez que a massa é eliminada. Ele controla essa vibração, e a vibração afeta o que ouvimos, e afeta o quão aerodinâmico é um avião ou automóvel. "

Os ressonadores também foram capazes de absorver vibrações, independentemente de como as placas foram mantidas no lugar, algo que surpreendeu Harne, que tem estudado vibrações e frequências por anos.

"Também fiquei surpreso com a eficácia disso, porque não estamos adicionando massa às placas - normalmente, ressonadores são adicionados após o fato, "Harne disse." Mas aqui, mostramos que, ao integrá-los, você pode obter um controle de vibração ainda melhor. "