Investigation of the Noise and Thermal Response When the Material of a Control Box Is Modified
Author
Bermejo Escudero, Marta
Term
4. term
Education
Publication year
2022
Submitted on
2022-06-02
Pages
55
Abstract
Dette projekt bygger videre på tidligere arbejde. Vi bruger simulationsprogrammet ANSYS til at undersøge, hvordan et kabinet vibrerer og støjer. For at reducere beregningstiden estimerer vi støj med Equivalent Radiated Power (ERP), som er et udbredt mål for akustisk udstråling. Først validerer vi modellen med benchmarks, undersøger følsomheden over for maskeopløsning og ser på støjens direktivitet. Derefter sammenligner vi tre materialevalg for kabinettet: fuldt polycarbonat, blandet aluminium–polycarbonat og fuldt aluminium. Med modal- og harmoniske analyser, via mode superposition, finder vi, at et kabinet i rent polycarbonat har lavere egenfrekvenser og giver mere lavfrekvent støj end løsninger med aluminium, men resultaterne kan påvirkes af den valgte dæmpningsgrad. En termisk analyse viser, at aluminium sænker temperaturen, og at alle tre løsninger holder sig inden for acceptable temperaturer. Til sidst viser en manuel parametrisk undersøgelse en stærk negativ sammenhæng mellem kabinettykkelse og maksimal ERP (tykkere vægge udsender mindre støj) samt en moderat positiv sammenhæng mellem placeringen af en af skruerne og den maksimale temperatur. Det tyder på, at man kan reducere både støj og temperatur ved at justere materialer, tykkelse og skrueplacering.
This project builds on earlier work. We use the ANSYS simulation software to study how a device case vibrates and generates noise. To reduce computing time, we estimate noise with Equivalent Radiated Power (ERP), a common proxy for acoustic radiation. We first verify the model with benchmarks, check mesh sensitivity, and examine sound directivity. We then compare three case designs: all polycarbonate, mixed aluminium–polycarbonate, and all aluminium. Using modal and harmonic analyses with mode superposition, we find that an all‑polycarbonate case has lower natural frequencies and produces more low‑frequency noise than designs that include aluminium, although the chosen damping ratio can influence the results. A thermal analysis shows that adding aluminium lowers the temperature, and all three designs remain within acceptable temperature limits. Finally, a manual parametric study shows a strong negative correlation between case wall thickness and the maximum ERP (thicker walls radiate less noise), and a moderate positive correlation between the position of one screw and the maximum temperature. These results indicate that adjusting material, thickness, and screw placement can reduce both noise and temperature.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
Documents