本发明专利技术公开了一种通过扬声器振动部件的劲度系数反推其杨氏模量的方法，属于扬声器设计和制造及材料参数测量领域。首先，采用测量方法得到扬声器振动部件的劲度系数K1。然后，采用仿真分析方法得到该振动部件的劲度系数K2，它包括建立几何模型、建立仿真分析模型和静力分析求解等步骤。最后，通过上述劲度系数K1和K2，反推计算得到该振动部件材料的杨氏模量。该方法可以比较准确地获得扬声器振动部件的材料特性，从而更好地设计和制作扬声器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于扬声器设计和制造及材料参数测量领域，涉及的是一种。
技术介绍
扬声器的振动部件包括定心支片、纸盆、防尘帽、骨架和音圈等，大多数部件都属于复合材料，比如定心支片，是通过将纤维编织物浸渍在酚醛树脂等胶液基体后热压成型而成的，是一种典型的复合材料，其材料特性较为复杂，难以测量，且加工过程中的裁布、配胶和热压等工艺都会对各部件成品的杨氏模量产生重要影响。然而在振动部件的工作过程中，表现出来的更多是线弹性材料的特性，将振动部件当作线弹性材料处理，可极大简化振动部件材料模型的建立过程，有利于工程师更方便地去理解和设计振动部件。线弹性材料的特性包括杨氏模量、泊松比和密度等，其中杨氏模量是线弹性材料的主要材料参数，目前受到工艺流程和测量方法的限制，无法准确测量振动部件材料的杨氏模量，只能使用尽量相同的工艺流程将振动部件的原材料压制成平整面料，再测量面料的杨氏模量，并将其近似作为振动部件材料的杨氏模量，事实表明，这种近似产生的误差较大。随着对扬声器品质的不断追求，要求能够获得一种准确测量振动部件材料杨氏模量的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是得到一种;本专利技术要解决的是无法准确测量扬声器振动部件材料杨氏模量的问题。本专利技术通过扬声器振动部件劲度系数的测量结果和仿真结果，反推计算出振动部件材料的杨氏模量；本专利技术的一种，具体步骤为: (1)测量得到振动部件的劲度系数； 有两种方式测量得到振动部件的劲度系数:1)通过振动部件设计图纸上标示的变位amm/M g，计算振动部件的劲度系数:K1=MXl 8X 10 3/a (N/mm)，M表示质量大小，a表示位移大小，N表示力的单位；2)使用扬声器振动部件顺性测量仪，测量得到振动部件上某点P处在不同变形位移X1下的劲度系数K1 (X1); 若希望获得更高的测量精度，采用方式2)所述的方法测量振动部件的劲度系数； (2)仿真分析得到振动部件的劲度系数； A.建立几何模型；有两种方式建立振动部件的几何模型:1)通过振动部件的设计图纸，得到其几何模型；2)使用3D几何轮廓扫描仪或坐标仪设备，测量振动部件的几何模型，并在测量软件中转化为STL格式的CAD文件；若希望获得更高的几何精度，建议采用方式2)所述的方法测量振动部件的几何模型； B.建立仿真分析模型； O导入几何模型:在数值计算软件中导入振动部件的几何模型； 2)定义材料参数:定义振动部件材料的泊松比、密度和杨氏模量估计值E。； 3)设置物理场环境:选择固体力学分析模式； 4)划分网格:将振动部件的几何模型划分成若干网格单元，若是2D模型，选择面单元，若是3D模型，则选择体单元； 5)定义边界条件:固定边界条件，参考测量变位或劲度系数时夹具的位置，在振动部件几何模型的相应部位定义固定边界条件；载荷边界条件，当采用方式I)测量得到振动部件的劲度系数时，参考测量变位时的力作用点，在振动部件的相应部位施加大小为F=MX9.8X 10 3N,方向为振动部件工作方向上的载荷，当采用方式2)测量得到振动部件的劲度系数时，参考测量劲度系数时的力作用点，在振动部件的相应部位施加大小为0.49 N，方向为振动部件工作方向上的载荷； C.静力分析求解； 1)在数值计算软件中，选择静力分析求解器，求解得到振动部件上对应P点处的位移I2; 2)根据下列公式计算得到振动部件的劲度系数仿真结果为: K2=FZjt2 (3)反推振动部件材料的杨氏模量； 在振动部件劲度系数的测量结果K1 (X1)中，提取X1=X2处的值K i，已知振动部件劲度系数的测量结果K1、仿真结果K2和杨氏模量估计值E。，根据线弹性材料的杨氏模量和劲度系数成正比的原则，反推计算振动部件材料的杨氏模量E ； E=E0XK1A2 数值计算软件包括一切基于有限元或边界元理论的商用软件，包括COMSOL、ANSYS和ABAQUSo扬声器振动部件包括防尘帽、纸盆、定心支片、骨架和音圈。本专利技术的优点是:本专利技术方法通过扬声器振动部件劲度系数的测量结果和仿真结果，反推出振动部件材料的杨氏模量。该方法可以准确测量振动部件材料的杨氏模量，帮助电声工程师比较准确地获得扬声器振动部件的材料特性，从而更好地设计和制作扬声器。【附图说明】图1是本专利技术实施方法流程图。图2是定心支片的2D轴对称几何模型。图3是固定边界。图4是该定心支片的网格划分结果。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术的一种，具体步骤为: (I)测量得到振动部件的劲度系数； 有两种方式测量得到振动部件的劲度系数:1)通过振动部件设计图纸上标示的变位amm/M g，计算振动部件的劲度系数:K1=MXl 8X 10 3/a (N/mm)，M表示质量大小，a表示位移大小，N表示力的单位；2)使用扬声器振动部件顺性测量仪，测量得到振动部件上某点P处在不同变形位移X1下的劲度系数K1 (X1); 若希望获得更高的测量精度，采用方式2)所述的方法测量振动部件的劲度系数； (2)仿真分析得到振动部件的劲度系数； A.建立几何模型； 有两种方式建立振动部件的几何模型:1)通过振动部件的设计图纸，得到其几何模型；2)使用3D几何轮廓扫描仪或坐标仪设备，测量振动部件的几何模型，并在测量软件中转化为STL格式的CAD文件； 若希望获得更高的几何精度，建议采用方式2)所述的方法测量振动部件的几何模型； B.建立仿真分析模型； O导入几何模型:在数值计算软件中导入振动部件的几何模型； 2)定义材料参数:定义振动部件材料的泊松比、密度和杨氏模量估计值E。； 3)设置物理场环境:选择固体力学分析模式； 4)划分网格:将振动部件的几何模型划分成若干网格单元，若是2D模型，选择面单元，若是3D模型，则选择体单元； 5)定义边界条件:固定边界条件，参考测量变位或劲度系数时夹具的位置，在振动部件几何模型的相应部位定义固定边界条件；载荷边界条件，当采用第一种测量得到振动部件的劲度系数方式时，参考测量变位时的力作用点，在振动部件的相应部位施加大小为F=MX 9.8X10 3N,方向为振动部件工作方向上的载荷，当采用第二种测量得到振当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过扬声器振动部件的劲度系数反推其杨氏模量的方法，其特征在于该技术至少包括以下步骤：（1）测量得到振动部件的劲度系数；有两种方式测量得到振动部件的劲度系数：1）通过振动部件设计图纸上标示的变位a mm/M g，计算振动部件的劲度系数：K1=M×9.8×10‑3 /a（N/mm），M表示质量大小，a表示位移大小，N表示力的单位； 2）使用扬声器振动部件顺性测量仪，测量得到振动部件上某点P处在不同变形位移x1下的劲度系数K1（x1）；若希望获得更高的测量精度，采用方式2）所述的方法测量振动部件的劲度系数；（2）仿真分析得到振动部件的劲度系数；A. 建立几何模型；有两种方式建立振动部件的几何模型：1）通过振动部件的设计图纸，得到其几何模型；2）使用3D几何轮廓扫描仪或坐标仪设备，测量振动部件的几何模型，并在测量软件中转化为STL格式的CAD文件；若希望获得更高的几何精度，建议采用方式2）所述的方法测量振动部件的几何模型；B. 建立仿真分析模型；1） 导入几何模型：在数值计算软件中导入振动部件的几何模型；2） 定义材料参数：定义振动部件材料的泊松比、密度和杨氏模量估计值E0；3） 设置物理场环境：选择固体力学分析模式；4） 划分网格：将振动部件的几何模型划分成若干网格单元，若是2D模型，选择面单元，若是3D模型，则选择体单元；5） 定义边界条件：固定边界条件，参考测量变位或劲度系数时夹具的位置，在振动部件几何模型的相应部位定义固定边界条件；载荷边界条件，当采用方式1）测量得到振动部件的劲度系数时，参考测量变位时的力作用点，在振动部件的相应部位施加大小为F= M×9.8×10‑3N，方向为振动部件工作方向上的载荷，当采用方式2）测量得到振动部件的劲度系数时，参考测量劲度系数时的力作用点，在振动部件的相应部位施加大小为0.49 N，方向为振动部件工作方向上的载荷；C. 静力分析求解；1） 在数值计算软件中，选择静力分析求解器，求解得到振动部件上对应P点处的位移x2；2） 根据下列公式计算得到振动部件的劲度系数仿真结果为：K2=F/x2（3）反推振动部件材料的杨氏模量；在振动部件劲度系数的测量结果K1（x1）中，提取x1=x2处的值K1，已知振动部件劲度系数的测量结果K1、仿真结果K2和杨氏模量估计值E0，根据线弹性材料的杨氏模量和劲度系数成正比的原则，反推计算振动部件材料的杨氏模量E；E=E0×K1/K2。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：温周斌，周建明，陆晓，柴国强，徐楚林，沐永生，岳磊，吕振华，
申请(专利权)人：浙江中科电声研发中心，苏州上声电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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