一种扬声器振动和声学特性的数值模拟方法
2020-01-05

一种扬声器振动和声学特性的数值模拟方法

本发明提出了一种扬声器振动和声学特性的数值模拟方法,该方法首先使用三维绘图软件绘制扬声器三维(3D)几何模型图,然后,将扬声器三维(3D)几何模型图导入网格划分软件,把其划分为体单元,定义单元类型、材料、边界条件并施加载荷,得到有限元模型,再建立与有限元模型相匹配的边界元模型。最后,通过有限元求解器对有限元模型求解得到扬声器的振动特性,包括固有频率、振动模态(振型)、位移、应变及应力,再通过边界元求解器对边界元模型求解得到扬声器的声学特性,包括频响曲线和指向性曲线。

上述运动方程变为

图8为6.5英寸汽车扬声器的声压频响曲线。

本发明要解决的是经验法存在的须等到设计后期才能发现扬声器问题且开发周期长、成本高的问题和等效电路法存在的在频率较高时无法用等效电路分析扬声器特性的问题。

具体实施方式

4)定义边界条件。由于扬声器折环3和定位支片7边缘是固定在盆架5上的,在扬声器折环3和定位支片7的边缘定义固定边界条件(沿坐标系x,y,z轴的平动及转动位移为O)O

E、给有限元模型施加载荷,在模型的音圈部位施加驱动力。

求解出扬声器在特定位置(一般指沿声轴线方向距扬声器声中心Im的位置)不同频率下的声压级即可得到频响曲线,求解出扬声器在某一特定频率下空间不同位置的声压级即可得到指向性曲线。

所述的网格划分软件为HyperMesh,用它可以对扬声器3D几何模型划分网格。

A、将扬声器3D几何模型图导入网格划分软件,对其进行网格划分,得到有限元分析所用的体単元。若需考虑空气对扬声器振动的影响,还要在模型中加入空气并将其网格划分为体単元。