Artun'un Karalama Defteri

 1.Yazı          2. Yazı

En basit haliyle NVH kısaltması; gürültü, titreşim ve sertlik (Noise, Vibration & Harshness) kelimelerine denk gelmektedir. Ama terimsel olarak kullanım amacı, otomotiv şirketlerinde ses ve titreşim ile ilgilenen birim ve bu birimin ilgilendiği konuları kapsamaktadır.

Bir taşıtın 3D görünümü, altta şasi kısmı görünüyor

Bir otomotiv şirketinde (araba, otobüs, minibüs gibi her türlü kara taşıt üretimini kapsayabilir) üretilen taşıtın çeşitli bölümleriyle ve geliştirme aşamasındaki çeşitli fazlara ait birimler bulunur. Bu birimlerin adları ve sayıları şirketlere göre farklılık gösterse de bazı birimler sabittir. Mesela Endüstriyel Tasarım birimi, taşıtın konsept dış ve iç tasarımından sorumludur. Keza NVH birimi de araçla ilgili tüm gürültü ve titreşim sorunlarından sorumludur. Başta düşününce araç adına pek öncelikli bir konu gibi görünmese de, hem diğer birimleri desteklemesi hem de günümüzde artan konfor isteği sayesinde önem taşıyan bir birimdir. Nitekim NVH, son birkaç on-yılda önem kazanmıştır. Artan rekabet ve regülasyonlar bunun ana sebebidir. Artık taşıt müşterileri (otobüs yolcuları da buna dahildir) benzer taşıtlar arasında yüksek konfora sahip olanı tercih etmektedirler. Keza taşıtların minimum standartlarını belirleyen kıta komisyonları da (mesela EU – Avrupa Birliği) her geçen yıl standart sınırlarını arttırmakta ve hatta yeni standartlar koymaktadır. Bunlar içinde NVH ile ilgili olanlar da artmaktadır.

Bu yazıda size, çalıştığım birim olan NVH’i, olabildiğince basit bir şekilde tanıtmaya ve açıklamaya çalışacağım. Bunun için de en başından başlayalım ve kelime anlamlarına bakalım.

Bir taşıtın ana gövdesi (BIW-Body in White)

Ses (noise), bir canlının duyduğu şeydir. Günlük hayatımızda bir sürü sese maruz kalırız. Bazıları müzik gibi, istediğimiz seslerdir. Bazıları da matkap sesi gibi, istemediğimiz seslerdir. Bir taşıtta da genelde istemediğimiz sesler (tıkırtılar, rüzgar sesi gibi) vardır. Ama spor araba (mesela Ferrari) sahipleri güçlü bir motor sesi isterler. İşte NVH birimi, taşıtın içindeki şoför ve yolcuların kulağına gelen tüm seslerden sorumludur.

Titreşim (vibration), bir canlının hissettiği ve bazen de gördüğü (mesela suya düşen bir damlanın oluşturduğu dalgalar) şeydir. Bir insanın, titreşime maruz kalmadığı an yoktur. Uyurken göz kırpmamız da bir titreşimdir mesela. Aslında ses de, havadaki titreşimlerin kulak zarımıza yaptığı basıncın kulak içi sinirimize ilettiği titreşimlerden ibarettir. İşte taşıt içinde, şoför veya yolcunun hissettiği tüm titreşimler de NVH’in sorumluluğu altındadır.

Sertlik (harshness) ise diğer ikisinin tersine soyut bir kavramdır. Taşıt içindeki kişinin algıladığı, ses ve titreşimlerin karışımından oluşan bir olgu olarak adlandırılabilir. Açıkçası çoğunlukla bakılmayan ama bazı şirketlerin subjektif testlerle ölçtükleri bir parametredir.

Anakoik (tüm seslerin duvar tarafından yutulduğu) odada yapılan bir NVH test düzeneği

Şimdi de NVH biriminin yaptığı işlerden bahsedelim. Günümüzde NVH, iki kısıma ayrılmaktadır: NVH Test ve NVH CAE. Büyük çaplı şirketlerde ikisi farklı iki takım olabilir çünkü aslında konuları tamamen aynı olsa da uygulama alanları farklıdır. NVH Test; araç CAE analizlerinin test ile doğrulanmasında, iç gürültü ve titreşim ölçümünde, regülasyonlara göre araç dış gürültüsünün ölçülmesinde, aracın izolasyon, yalıtım ve sönüm malzemelerinin geliştirilmesi ve doğrulanmasında görev alır. Diğer deyişle, yaptığı iş tamamen fizikseldir.

Benim çalıştığım NVH CAE alt birimi ise, bilgisayar programları (çoğunlukla Sonlu Eleman Metodu (FEM), bu metodu geçen yıl yazdığım iki yazı (ilki ve ikincisi) ile anlatmıştım) kullanarak prototip öncesi ve sonrasında taşıtın 3D çizimi üzerinde analizler yaparak aracın performansını ölçer ve gerekli görürse artması için öneriler sunar. Yaptığı iş ise tamamen sanaldır. Elle tutulur olmasa da yaptığı iş sayesinde, prototip ve hatta seri üretim safhalarında ortaya çıkacak sorunların önceden kestirilmesini ve böylece önemli bir maliyet kaybının oluşmasını engeller.

Benim de kulladığım Hyperworks programında bir NVH analizi sonuç ekranı

Bir taşıt içinde ses ve titreşim iki yolla iletir: Yapısal yolla (structure-borne) ve hava yoluyla (air-borne). Yapısal yolla genelde titreşimleri hissedersiniz, ayrıca bu titreşimlerin oluşturduğu sesleri de duyarsınız. FEM ile 400 Hz’e kadar olan tüm titreşim ve sesleri hesaplayabilirsiniz (hesaplama ve metodun karakteristiğine bağlı olarak). Zaten bir insanın titreşim algısı esas olarak 0.5-50 Hz arasında olduğundan FEM bu ihtiyacı karşılar. Lakin bir insan 20-10000 Hz arasındaki sesleri duymaktadır (kişiye ve yaşa göre değişir) ve esas olarak 1000-4000 Hz arasını daha çok duyar. İşte FEM, ne yazık ki bu hususta yetersiz kalmaktadır. Bu handikabı da SEA (İstatiksel Enerji Analizi) gibi farklı metotlar kapatmaktadır. (Yakında SEA ile ilgili bir projeye başlayacağım, bunun sonunda sizlere de bu kısmı detaylı yazabilirim.)

Sonraki yazımda ise NVH sonlu elemanlar (FE) analiz türlerine detaylı değineceğim.

NOT: Tüm resimler internetten bulunmuştur, özel bir proje/çalışmaya ait değildir.

4. Yazı