Estudo da aplicação de metamateriais isoladores de vibração para controle de frequência de coincidência em sistemas cavidade-painel de dimensões reduzidas

No setor automobilístico, o uso de metamateriais isoladores de vibração vem ganhando espaço para controle de fenômenos de transmissão sonora. A literatura revela que tais dispositivos podem aumentar a capacidade de isolamento de uma estrutura na região da frequência de coincidência. Teorias clássicas de sistemas massa-mola e acoplamento de impedâncias são usadas como suporte para alcançar um alvo projetual desejado. O objetivo do presente trabalho é analisar experimentalmente, e por meio de modelagem analítica, um sistema cavidade-chapa com elementos metamateriais isoladores de vibração distribuídos periodicamente na superfície. O sistema simula o painel corta fogo de um veículo, que possui frequência de coincidência. Por se tratar de um trabalho de prospecção, os metamateriais isoladores selecionados são compostos de um elastômero e uma massa de carregamento metálica, por simplicidade. Também tem-se o intuito de aumentar o índice de redução sonoro na região de coincidência, a partir do ajuste das propriedades geométricas e mecânicas dos componentes do metamaterial isolador. Constatou-se, pela modelagem analítica, que o painel de alumínio estudado com 2 milímetros de espessura possui uma frequência de coincidência de 6300 Hz e que dependendo da periodicidade escolhida e das características do isolador pôde-se encontrar acréscimos de 5 a 10 dB nas regiões da frequência de coincidência, observada nas curvas de nível de redução de ruído.