微型音箱的3D仿真思路_振动_声学-仿真秀干货文章

微型音箱的3D仿真思路

整个3D无源音箱的频响等如果需要用有限元来分析的话，讲讲我的思路。针对具体的案例，和想达到的效果，可以考虑不同的方案。

1.磁-力-声三场耦合。计算量比较大，设置时需要注意的事项很多，从而容易求解失败。一般工程应用不推荐。

2.力-声耦合。先拟合阻抗曲线，再加载和频率相关的电压到音圈上，分步耦合。为简化模型同时保证求解误差，可以尝试将振膜等抽壳进行计算。

3.单声场计算。磁和力学部分全部用集中参数表示，然后耦合到声场中。注意振膜内外的声压差即可。对微型音箱比较适用。微型扬声器一般来说在有效频带范围内可以不用分割振动的影响。

从计算规模以及网格划分等角度来说，微型音箱比常规音箱更简单。a.计算区域更小；b.结构模态可以不用太在意；c.不同区域尺寸跨度较小。当然某些细小结构最好考虑空气的热粘滞效应，采用热声学来进行仿真。

来源：声学号角

扬声器有效振动质量Mms的仿真探讨

之前有提到折环/支片等可以类比弹簧的部件参与有效振动的质量为其本身质量的1/3。前提：该部件为均匀均厚且各向同性的材质。具体推导过程可以参看南京大学《声学基础》第一章的内容。扬声器有效振动质量Mms以及有效辐射面积Sd但是由于《声学基础》教材上是采用带自重的理想弹簧模型，将这个模型套用到扬声器上是否需要进行修正？于是我做了一个很有意思的尝试。能否采用仿真的方式来验证这个理论的推导是否正确？模型采用简化版扬声器音盆组，不带胶水和粘接面的模型，为简化计算采用两种方式进行扬声器有效振动质量Mms的仿真计算1. 采用共振频率Fs反推 Fs=2*π*sqrt(1/(Mms*Cms))2.采用加速度a反推 F=Mms*aFs35.007HzCone mass11.565gSurround mass1.0643gDisplacement1.73E-03mCms0.00173m/NMms from Fs11.9477017gF1Na84m/s^2Mms from a11.9047619g通过简单计算可以得到：通过共振频率Fs计算出来的折环重量参与因子35.96%通过加速度a计算出来的折环重量参与因子31.92%以上计算都接近1/3，即33.3%结论：采用均匀均厚的复合边，其有效的可以类比弹簧的重量，参与有效振动的质量近似为其本身质量的1/3的理论推导，是可以用在实际工程应用中的。来源：声学号角