[发明专利]一种扬声器振动系统的运动过程分析方法

说明书

本发明公开了一种扬声器振动系统的运动过程分析方法，采用数值仿真分析方法对扬声器振动系统运动状态进行分析，计算得到动圈式扬声器在不同音圈位移处振动系统的变形情况，以修改仿真模型代替反复制样，能节省较多的资源和时间。一种扬声器振动系统的运动过程分析方法，提供扬声器振动系统的几何模型，根据所述几何模型建立扬声器振动系统的有限元模型，所述有限元模型进行求解，通过后处理得到扬声器振动系统的运动过程参数。

技术领域

本发明属于扬声器领域，涉及一种扬声器振动系统的运动过程分析方法。

背景技术

动圈式扬声器，又称电动式扬声器，其原理是：变化的电流流过线圈产生变化的磁场，线圈在外加磁场中受力带动扬声器振膜振动，从而发出声音。扬声器工作过程中，振动系统随着音圈往复运动，纸盆折环、定位支片、防尘圈(尤其是同轴扬声器的防尘圈)等软性部件发生周期性的变形，这种变形通常是弹性形变。在扬声器开发阶段，有时受到结构的限制，需要控制折环、防尘圈或是定位支片的变形量，从而避免软性部件变形后与其他部件发生碰撞产生异音。纯音检听是检测扬声器异音的常见方式之一，由于纯音检听只能在制作出扬声器样品后进行，所以在整个产品的研发周期中需要反复制样。因此，目前的纯音检听的方式存在以下缺陷：1)纯音检听必须要在制作出扬声器样品后才能进行，研发过程中需要反复制样，存在的耗时长、成本高的问题；2)试制样品需要专业的开模机器，对研发环境的硬件要求较高的问题；3)纯音检听只能检测扬声器工作时是否存在异音，不能准确分析得到振动系统的形变及其上应力、应变的空间分布情况。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种扬声器振动系统的运动过程分析方法，采用数值仿真分析方法对扬声器振动系统运动状态进行分析，通过建立有限元仿真分析模型，可计算得到动圈式扬声器在不同音圈位移处振动系统的变形情况，进而确定振动系统变形后是否会与其他部件发生碰撞产生异音；在研发周期内，以修改仿真模型代替反复制样，能节省较多的资源和时间。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种扬声器振动系统的运动过程分析方法，提供扬声器振动系统的几何模型，根据所述几何模型建立扬声器振动系统的有限元模型，对所述有限元模型进行求解，通过后处理得到扬声器振动系统的运动过程参数；其中，采用稳态分析方法对所述有限元模型进行求解，求解的理论方程如下：

其中，[M]为质量矩阵，[C]为阻尼矩阵，[K]为静刚度矩阵，为节点加速度向量，为节点速度向量，{X}为节点位移向量，{F}为激励载荷向量。

优选地，所述扬声器振动系统的运动过程参数包括振动系统的形变及应力、应变的空间分布。

更优选地，通过后处理得到的所述运动过程参数以图像显示或列表显示，所述运动过程参数包括：不同音圈位移处振动系统的部件的形状；不同音圈位移处扬声器振动系统上应力大小或应力分布图；不同音圈位移处扬声器振动系统上弹性应变量或弹性应变量分布图。

优选地，根据所述几何模型建立扬声器振动系统的有限元模型包括如下步骤：

S21、将扬声器振动系统及与其连接的几何模型导入有限元分析软件；

S22、设置物理场及材料模型；

S23、定义固定边界条件和指定位移；

S24、定义材料属性；

S25、划分网格。

更优选地，步骤21中，所述几何模型为三维几何模型或二位轴对称模型，将所述几何模型导入有限元分析软件后，清除多余的点、线、面或体。

更优选地，步骤S22中，选择固体力学物理场仿真扬声器振动系统的变形情况，将材料模型设置为线弹性模型。