無限大障板上半徑為a的圓形活塞的歸一化阻抗與ka的關系
發布時間:2013/2/25 19:59:19 訪問次數:2841
為了在小尺寸振膜的情況下獲得高HN2D02FUTW1T1G聲壓級,本文討論了去除直接輻射式揚聲器單元折環的可行性,以期易于獲得決定聲壓級的重要物理量——振膜位移。
一個振動系統,例如揚聲器,所輻射的聲功率見式(1),其中口是振膜的有效振動速度,Rvm是輻射阻抗的實部。
輻射阻抗定量描述了媒質是如何作用于運動著的振動表面的。如何評估這個參數的大小引起了我們高度興趣,因為通過這個量,有可能計算出輻射到媒質中聲能量的準確大小‘婦。圖1是無限大障板上平面圓形活塞的歸一化后聲阻抗Zo的實部和虛部。
圖1無限大障板上半徑為“的圓形活塞的歸一化阻抗與ka的關系另外,聲阻抗率磊與輻射阻抗ZMR之間的關系,盡管圖1所示的曲線與振動系統具體的縱面有關,但其他形狀聲源的輻射阻抗與此類似:輻射阻在低頻時非常小,在某個確定的頻率點其大小取決于聲源的尺寸,而且歸一化的幅值趨近于1。這就是小尺寸聲源(揚聲器單元)輻射低頻很困難的原因。另外較水的輻射面積SD也導致輻射效率低(式(5),相應地,靈敏度也低。
振動系統輻射的聲功率是由振膜的振動速度(與額定氣流量有關)和輻射阻(輻射阻抗的實部)決定的。輻射阻抗的表達式是一個與振膜形狀有關的函數(見文獻[4]),它決定了聲輻射的特性。另外,為了獲得更高的SPL,就需要推動更多
的空氣,這樣在設計揚聲器時振膜就需要更大的位移。在這種情況下,本文的主要工作就是優化振動系統的動態特性,分析由小尺寸直接輻射式揚聲器獲得高SPL的過程中所遇到的問題。
本文利用軟件ANSYS來建立和執行有限元模型(FEM)。在這個FEM中,選用每個節點具有6個自由度的元素類型SHELL 181,以滿足一階剪切變形理論。這個數值模型用來分析振動系統運動中產生的所有問題,重點關注其動態特性。同時也使得定量分析組成揚聲器振動系統的結構及材料特性的微小變化所產生的影響成為可能。
為了實現數值模型模擬的高精度,輸人參數的準確性很重要,而在模擬中需要輸入像彈波的材料特性(楊氏模量和損耗因數)這樣的參數。所以這里是用基于實際實驗的反演法來解決這介問題的,即在實際實驗中使用雙支撐振動系統來匹配有限元模型中的理論數據。通過共振頻率的變化來獲得楊氏模量,而通過位移來調節損耗因數。
盡管彈波對于振膜位移來說也是個限制因素,但沒有折環的影響那么大。y軸方向的位移取決于波紋的半徑和個數,而折環的波紋個數遠少于彈波的波紋個數,因此折環成為限制y軸方向位移的最大因素。為了盡量增加y軸方向的位移和SD,建議去除折環,引入一個更大的雙支撐系統。
為了在小尺寸振膜的情況下獲得高HN2D02FUTW1T1G聲壓級,本文討論了去除直接輻射式揚聲器單元折環的可行性,以期易于獲得決定聲壓級的重要物理量——振膜位移。
一個振動系統,例如揚聲器,所輻射的聲功率見式(1),其中口是振膜的有效振動速度,Rvm是輻射阻抗的實部。
輻射阻抗定量描述了媒質是如何作用于運動著的振動表面的。如何評估這個參數的大小引起了我們高度興趣,因為通過這個量,有可能計算出輻射到媒質中聲能量的準確大小‘婦。圖1是無限大障板上平面圓形活塞的歸一化后聲阻抗Zo的實部和虛部。
圖1無限大障板上半徑為“的圓形活塞的歸一化阻抗與ka的關系另外,聲阻抗率磊與輻射阻抗ZMR之間的關系,盡管圖1所示的曲線與振動系統具體的縱面有關,但其他形狀聲源的輻射阻抗與此類似:輻射阻在低頻時非常小,在某個確定的頻率點其大小取決于聲源的尺寸,而且歸一化的幅值趨近于1。這就是小尺寸聲源(揚聲器單元)輻射低頻很困難的原因。另外較水的輻射面積SD也導致輻射效率低(式(5),相應地,靈敏度也低。
振動系統輻射的聲功率是由振膜的振動速度(與額定氣流量有關)和輻射阻(輻射阻抗的實部)決定的。輻射阻抗的表達式是一個與振膜形狀有關的函數(見文獻[4]),它決定了聲輻射的特性。另外,為了獲得更高的SPL,就需要推動更多
的空氣,這樣在設計揚聲器時振膜就需要更大的位移。在這種情況下,本文的主要工作就是優化振動系統的動態特性,分析由小尺寸直接輻射式揚聲器獲得高SPL的過程中所遇到的問題。
本文利用軟件ANSYS來建立和執行有限元模型(FEM)。在這個FEM中,選用每個節點具有6個自由度的元素類型SHELL 181,以滿足一階剪切變形理論。這個數值模型用來分析振動系統運動中產生的所有問題,重點關注其動態特性。同時也使得定量分析組成揚聲器振動系統的結構及材料特性的微小變化所產生的影響成為可能。
為了實現數值模型模擬的高精度,輸人參數的準確性很重要,而在模擬中需要輸入像彈波的材料特性(楊氏模量和損耗因數)這樣的參數。所以這里是用基于實際實驗的反演法來解決這介問題的,即在實際實驗中使用雙支撐振動系統來匹配有限元模型中的理論數據。通過共振頻率的變化來獲得楊氏模量,而通過位移來調節損耗因數。
盡管彈波對于振膜位移來說也是個限制因素,但沒有折環的影響那么大。y軸方向的位移取決于波紋的半徑和個數,而折環的波紋個數遠少于彈波的波紋個數,因此折環成為限制y軸方向位移的最大因素。為了盡量增加y軸方向的位移和SD,建議去除折環,引入一個更大的雙支撐系統。
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