一種揚聲器仿真分析中的振動部件幾何模型的修正方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于揚聲器設計和制造領，涉及的是在揚聲器仿真分析中的一種揚聲器振動部件的幾何模型的修正方法。
【背景技術】
[0002]揚聲器是一種重要的聲學器件，近年來，利用有限元等仿真計算方法輔助揚聲器設計的技術受到普遍重視，電聲工程師期望采用仿真分析的方法，在揚聲器設計時就可預測揚聲器產(chǎn)品的主要特性。但是，目前揚聲器仿真分析方法的預測精度和正確性還不太高，仿真計算的結果與實際產(chǎn)品的測量結果相比還有較大差異，限制了仿真技術的廣泛應用。造成仿真與實際測量差異是多方面的，其最主要的原因之一是揚聲器振動部件(包括定心支片和紙盆等)的設計圖紙與實際產(chǎn)品的差異。揚聲器的定心支片和紙盆等關鍵振動部件由軟性材料加工制成，受材料本身特性和生產(chǎn)工藝等因素限制，這些振動部件一般都難以精確定型，因而會造成實際制作出來的部件產(chǎn)品與原設計圖紙之間存在較大的差異，如果簡單地使用設計圖紙進行仿真分析，就會造成仿真用幾何模型與實際產(chǎn)品不一致，從而導致仿真計算結果與實際產(chǎn)品特性有較大差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種揚聲器振動部件幾何模型的修正方法，它可以提升揚聲器特性仿真分析的精度和正確性。
[0004]本發(fā)明要解決的是揚聲器振動系統(tǒng)的設計圖紙與實際產(chǎn)品的幾何模型(幾何尺寸)不一致，從而影響仿真計算精度的問題。本方法基于以往的設計和制作經(jīng)驗，即比對設計圖紙和所對應的實際產(chǎn)品(樣品)，總結它們的關鍵幾何模型(幾何尺寸)之間的差異，根據(jù)這些差異，修正設計圖紙中的關鍵幾何尺寸，得到與實際產(chǎn)品更加一致的幾何模型。用該修正的幾何模型，可以獲得更加正確和更精確的仿真分析結果。
[0005]本發(fā)明的一種揚聲器振動部件仿真分析中幾何模型的修正方法，具體步驟為:
(I)為了修正某款揚聲器振動部件的設計圖紙，首先收集相同供應商提供的相同材質(zhì)的設計圖紙和所對應的振動部件的實際樣品，針對每個樣品:
a)用3D掃描儀掃描該樣品的完整的3D幾何模型；
b)確定軸對稱3D幾何模型的對稱軸，隨意選取多個通過該對稱軸的平面為截面，截出多個2D軸對稱平面幾何模型；
c)根據(jù)該樣品對應的設計圖紙，確定該樣品的關鍵幾何位置的關鍵尺寸，包括關鍵厚度和對應的位置、關鍵高度、關鍵曲率半徑；
d)測量上述各個2D軸對稱平面幾何模型中關鍵幾何位置的尺寸，包括相對應位置的關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑；
e)計算上述d)測量數(shù)據(jù)的平均值，以及該平均值與設計圖紙所對應數(shù)據(jù)的差異的百分比； (2)計算上述e)每個樣品所得到的各關鍵尺寸與設計圖紙相比的差異的百分比的平均值，得到采用該種材料制造出的實際樣品在每個關鍵尺寸與設計圖紙差異的平均誤差；
(3)測量待修正的設計圖紙與上述測量結果相對應的關鍵尺寸，包括關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑。
[0006](4)根據(jù)設計圖紙的關鍵尺寸和步驟(2)中測量得到的誤差比例，求得實際樣品的關鍵尺寸估計值。
[0007](5)修正設計圖紙中相應關鍵幾何位置的關鍵尺寸，包括關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑，以符合實際產(chǎn)品各關鍵尺寸的估計值，這樣就得到了修正的幾何模型。
[0008]步驟(I)的b)利用軟件實現(xiàn)，所述的軟件為Geomagic Design軟件或其它具有類似功能的軟件。所述的振動部件包括防塵帽、紙盆、定心支片、骨架和音圈。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:利用長期和不斷積累的設計圖紙和實際樣品的比較數(shù)據(jù)，可不斷修正設計圖紙，預測出與實際制造出來的樣品更加一致的幾何模型(尺寸)，從而進一步有效地縮小仿真模型和實際樣品的幾何模型(尺寸)的差異，進一步提升仿真分析的精度和正確性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的基本流程。
[0011]圖2為A型汽車揚聲器定心支片的設計圖紙。
[0012]圖3為D型揚聲器定心支片樣品的幾個掃描得到的2D幾何模型。
[0013]圖4為B型、C型和D型三款揚聲器定心支片的關鍵尺寸測量結果匯總表。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]如圖1所示，發(fā)明的一種揚聲器振動部件仿真分析中幾何模型的修正方法，具體步驟為:
(1)為了修正某款揚聲器振動部件的設計圖紙，首先收集相同供應商提供的相同材質(zhì)的設計圖紙和所對應的振動部件的實際樣品，針對每個樣品:
a)用3D掃描儀掃描該樣品的完整的3D幾何模型；
b)確定軸對稱3D幾何模型的對稱軸，隨意選取多個通過該對稱軸的平面為截面，截出多個2D軸對稱平面幾何模型；
c)根據(jù)該樣品對應的設計圖紙，確定該樣品的關鍵幾何位置的關鍵尺寸，包括關鍵厚度對應的位置、關鍵高度、關鍵曲率半徑；
d)測量上述各個2D軸對稱平面幾何模型中關鍵幾何位置的尺寸，包括相對應位置的關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑；
e)計算上述d)測量數(shù)據(jù)的平均值，以及該平均值與設計圖紙所對應數(shù)據(jù)的差異的百分比；
(2)計算上述e)每個樣品所得到的各關鍵尺寸與設計圖紙相比的差異的百分比的平均值，得到采用該種材料制造出的實際樣品在每個關鍵尺寸與設計圖紙差異的平均誤差；
(3)測量待修正的設計圖紙與上述測量結果相對應的關鍵尺寸，包括關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑。
[0016](4)根據(jù)設計圖紙的關鍵尺寸和步驟(2)中測量得到的誤差比例，求得實際樣品的關鍵尺寸估計值。
[0017](5)修正設計圖紙中相應關鍵幾何位置的關鍵尺寸，包括關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑，以符合實際產(chǎn)品各關鍵尺寸的估計值，這樣就得到了修正的幾何模型。
[0018]步驟(I)的b)利用軟件實現(xiàn)，所述的軟件為Geomagic Design軟件或其它具有類似功能的軟件。所述的振動部件包括防塵帽、紙盆、定心支片、骨架和音圈。
[0019]用修正后的幾何模型代替原設計模型進行仿真計算，可得到更加符合實際揚聲器物理特性的仿真結果。
[0020]現(xiàn)以一款汽車揚聲器的A型定心支片為例，說明本方法的具體實施步驟。
[0021](I)這款汽車揚聲器的A定心支片設計使用材料為C0NEX13060，從資料庫中找出使用該種材料設計和制造出來三款定心支片，它們的代號分別為B型、C形和D型定心支片。對這三款定心支片分別挑選一個樣品，并進行以下測量:
a)采用0ptimScan-5M藍光三維掃描儀掃描每個樣品的3D幾何模型；
b)采用圖形后處理軟件找到3D幾何模型的對稱軸，確定12個等間隔角度的半平面，截得12個2D軸對稱幾何模型；所述的圖形后處理軟件為Geomagic Design軟件。圖3是其中對D型定心支片樣品的幾個處理結果；
c)確定整體平均厚度和整體高度為關鍵尺寸；
d)測量12個2D軸對稱幾何模型整體平均厚度和整體高度；
e)計算每款定心支片樣品12組測量數(shù)據(jù)的平均值，并計算它們與設計尺寸的差異百分比，結果匯總見圖4。
[0022](2)對于這些差異數(shù)據(jù)取平均值可得:使用該種材料制成的定心支片與設計尺寸相比，其厚度大0.23%，高度小14.1%。
[0023](3) A型定性支片設計圖紙給出的厚度為0.2mm，高度為1.5mm。
[0024](4)根據(jù)步驟(2)和(3)中的數(shù)據(jù)，估計根據(jù)A型定心支片的設計圖紙制作出來的實際產(chǎn)品的厚度約為0.2mm，高度約為1.29mm。
[0025](5)修改A型定心支片設計圖紙，厚度不變，高度壓縮至1.29mm，得到修正后的幾何模型。
[0026]以上實施案例僅用以說明本發(fā)明的實現(xiàn)過程，而并非限制本發(fā)明所描述的技術方案。因此，盡管本說明書參照上述的各步驟對本發(fā)明進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種揚聲器仿真分析中的振動部件幾何模型的修正方法，其特征在于該方法至少包括以下步驟: (1)收集相同供應商提供的相同材質(zhì)的設計圖紙和所對應的振動部件的實際樣品，針對每個樣品: a)用3D掃描儀掃描該樣品的完整的3D幾何模型； b)確定軸對稱3D幾何模型的對稱軸，隨意選取多個通過該對稱軸的平面為截面，截出多個2D軸對稱平面幾何模型； c)根據(jù)該樣品對應的設計圖紙，確定該樣品的關鍵幾何位置的關鍵尺寸，包括關鍵厚度對應的位置、關鍵高度、關鍵曲率半徑； d)測量上述各個2D軸對稱平面幾何模型中關鍵幾何位置的尺寸，包括相對應位置的關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑； e)計算上述d)測量數(shù)據(jù)的平均值，以及該平均值與設計圖紙所對應數(shù)據(jù)的差異的百分比； (2)計算上述e)每個樣品所得到的各關鍵尺寸與設計圖紙相比的差異的百分比的平均值，得到采用該種材料制造出的實際樣品在每個關鍵尺寸與設計圖紙差異的平均誤差； (3)測量待修正的設計圖紙與上述測量結果相對應的關鍵尺寸，包括關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑； (4)根據(jù)設計圖紙的關鍵尺寸和步驟(2)中測量得到的誤差比例，求得實際樣品的關鍵尺寸估計值； (5)修正設計圖紙中相應關鍵幾何位置的關鍵尺寸，包括關鍵厚度、關鍵高度、關鍵曲率半徑，以符合實際產(chǎn)品各關鍵尺寸的估計值，這樣就得到了修正的幾何模型。2.如權利要求1所述的揚聲器仿真分析中的振動部件幾何模型的修正方法，其特征在于步驟(I)的b)利用軟件實現(xiàn)，所述的軟件為Geomagic Design軟件或其它具有類似功能的軟件。3.如權利要求1所述的揚聲器仿真分析中的振動部件幾何模型的修正方法，其特征在于所述的振動部件包括防塵帽、紙盆、定心支片、骨架和音圈。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種揚聲器仿真分析中的振動部件幾何模型的修正方法，屬于揚聲器設計和制造領域。為了修正某款揚聲器振動部件的設計圖紙：首先，收集相同供應商提供的相同材質(zhì)的設計圖紙和所對應的實際產(chǎn)品（樣品），掃描其幾何模型并測量得到其關鍵尺寸與設計的差異；其次，計算關鍵尺寸的平均差異；最后，根據(jù)平均差異數(shù)據(jù)調(diào)整設計模型得到修正的幾何模型。該方法可以得到與實際產(chǎn)品更加一致的幾何模型，用該修正的幾何模型，可以獲得更加正確和更精確的仿真分析結果。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105138745
【申請?zhí)枴緾N201510479640
【發(fā)明人】周建明, 溫周斌, 柴國強, 徐楚林, 沐永生, 陸曉, 呂振華, 岳磊
【申請人】蘇州上聲電子有限公司, 浙江中科電聲研發(fā)中心
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月7日