一种扬声器仿真分析中的振动部件几何模型的修正方法
【技术领域】
[0001]本发明属于扬声器设计和制造领，涉及的是在扬声器仿真分析中的一种扬声器振动部件的几何模型的修正方法。
【背景技术】
[0002]扬声器是一种重要的声学器件，近年来，利用有限元等仿真计算方法辅助扬声器设计的技术受到普遍重视，电声工程师期望采用仿真分析的方法，在扬声器设计时就可预测扬声器产品的主要特性。但是，目前扬声器仿真分析方法的预测精度和正确性还不太高，仿真计算的结果与实际产品的测量结果相比还有较大差异，限制了仿真技术的广泛应用。造成仿真与实际测量差异是多方面的，其最主要的原因之一是扬声器振动部件(包括定心支片和纸盆等)的设计图纸与实际产品的差异。扬声器的定心支片和纸盆等关键振动部件由软性材料加工制成，受材料本身特性和生产工艺等因素限制，这些振动部件一般都难以精确定型，因而会造成实际制作出来的部件产品与原设计图纸之间存在较大的差异，如果简单地使用设计图纸进行仿真分析，就会造成仿真用几何模型与实际产品不一致，从而导致仿真计算结果与实际产品特性有较大差异。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种扬声器振动部件几何模型的修正方法，它可以提升扬声器特性仿真分析的精度和正确性。
[0004]本发明要解决的是扬声器振动系统的设计图纸与实际产品的几何模型(几何尺寸)不一致，从而影响仿真计算精度的问题。本方法基于以往的设计和制作经验，即比对设计图纸和所对应的实际产品(样品)，总结它们的关键几何模型(几何尺寸)之间的差异，根据这些差异，修正设计图纸中的关键几何尺寸，得到与实际产品更加一致的几何模型。用该修正的几何模型，可以获得更加正确和更精确的仿真分析结果。
[0005]本发明的一种扬声器振动部件仿真分析中几何模型的修正方法，具体步骤为:
(I)为了修正某款扬声器振动部件的设计图纸，首先收集相同供应商提供的相同材质的设计图纸和所对应的振动部件的实际样品，针对每个样品:
a)用3D扫描仪扫描该样品的完整的3D几何模型；
b)确定轴对称3D几何模型的对称轴，随意选取多个通过该对称轴的平面为截面，截出多个2D轴对称平面几何模型；
c)根据该样品对应的设计图纸，确定该样品的关键几何位置的关键尺寸，包括关键厚度和对应的位置、关键高度、关键曲率半径；
d)测量上述各个2D轴对称平面几何模型中关键几何位置的尺寸，包括相对应位置的关键厚度、关键高度、关键曲率半径；
e)计算上述d)测量数据的平均值，以及该平均值与设计图纸所对应数据的差异的百分比； (2)计算上述e)每个样品所得到的各关键尺寸与设计图纸相比的差异的百分比的平均值，得到采用该种材料制造出的实际样品在每个关键尺寸与设计图纸差异的平均误差；
(3)测量待修正的设计图纸与上述测量结果相对应的关键尺寸，包括关键厚度、关键高度、关键曲率半径。
[0006](4)根据设计图纸的关键尺寸和步骤(2)中测量得到的误差比例，求得实际样品的关键尺寸估计值。
[0007](5)修正设计图纸中相应关键几何位置的关键尺寸，包括关键厚度、关键高度、关键曲率半径，以符合实际产品各关键尺寸的估计值，这样就得到了修正的几何模型。
[0008]步骤(I)的b)利用软件实现，所述的软件为Geomagic Design软件或其它具有类似功能的软件。所述的振动部件包括防尘帽、纸盆、定心支片、骨架和音圈。
[0009]本发明的优点是:利用长期和不断积累的设计图纸和实际样品的比较数据，可不断修正设计图纸，预测出与实际制造出来的样品更加一致的几何模型(尺寸)，从而进一步有效地缩小仿真模型和实际样品的几何模型(尺寸)的差异，进一步提升仿真分析的精度和正确性。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的基本流程。
[0011]图2为A型汽车扬声器定心支片的设计图纸。
[0012]图3为D型扬声器定心支片样品的几个扫描得到的2D几何模型。
[0013]图4为B型、C型和D型三款扬声器定心支片的关键尺寸测量结果汇总表。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0015]如图1所示，发明的一种扬声器振动部件仿真分析中几何模型的修正方法，具体步骤为:
(1)为了修正某款扬声器振动部件的设计图纸，首先收集相同供应商提供的相同材质的设计图纸和所对应的振动部件的实际样品，针对每个样品:
a)用3D扫描仪扫描该样品的完整的3D几何模型；
b)确定轴对称3D几何模型的对称轴，随意选取多个通过该对称轴的平面为截面，截出多个2D轴对称平面几何模型；
c)根据该样品对应的设计图纸，确定该样品的关键几何位置的关键尺寸，包括关键厚度对应的位置、关键高度、关键曲率半径；
d)测量上述各个2D轴对称平面几何模型中关键几何位置的尺寸，包括相对应位置的关键厚度、关键高度、关键曲率半径；
e)计算上述d)测量数据的平均值，以及该平均值与设计图纸所对应数据的差异的百分比；
(2)计算上述e)每个样品所得到的各关键尺寸与设计图纸相比的差异的百分比的平均值，得到采用该种材料制造出的实际样品在每个关键尺寸与设计图纸差异的平均误差；
(3)测量待修正的设计图纸与上述测量结果相对应的关键尺寸，包括关键厚度、关键高度、关键曲率半径。
[0016](4)根据设计图纸的关键尺寸和步骤(2)中测量得到的误差比例，求得实际样品的关键尺寸估计值。
[0017](5)修正设计图纸中相应关键几何位置的关键尺寸，包括关键厚度、关键高度、关键曲率半径，以符合实际产品各关键尺寸的估计值，这样就得到了修正的几何模型。
[0018]步骤(I)的b)利用软件实现，所述的软件为Geomagic Design软件或其它具有类似功能的软件。所述的振动部件包括防尘帽、纸盆、定心支片、骨架和音圈。
[0019]用修正后的几何模型代替原设计模型进行仿真计算，可得到更加符合实际扬声器物理特性的仿真结果。
[0020]现以一款汽车扬声器的A型定心支片为例，说明本方法的具体实施步骤。
[0021](I)这款汽车扬声器的A定心支片设计使用材料为C0NEX13060，从资料库中找出使用该种材料设计和制造出来三款定心支片，它们的代号分别为B型、C形和D型定心支片。对这三款定心支片分别挑选一个样品，并进行以下测量:
a)采用0ptimScan-5M蓝光三维扫描仪扫描每个样品的3D几何模型；
b)采用图形后处理软件找到3D几何模型的对称轴，确定12个等间隔角度的半平面，截得12个2D轴对称几何模型；所述的图形后处理软件为Geomagic Design软件。图3是其中对D型定心支片样品的几个处理结果；
c)确定整体平均厚度和整体高度为关键尺寸；
d)测量12个2D轴对称几何模型整体平均厚度和整体高度；
e)计算每款定心支片样品12组测量数据的平均值，并计算它们与设计尺寸的差异百分比，结果汇总见图4。
[0022](2)对于这些差异数据取平均值可得:使用该种材料制成的定心支片与设计尺寸相比，其厚度大0.23%，高度小14.1%。
[0023](3) A型定性支片设计图纸给出的厚度为0.2mm，高度为1.5mm。
[0024](4)根据步骤(2)和(3)中的数据，估计根据A型定心支片的设计图纸制作出来的实际产品的厚度约为0.2mm，高度约为1.29mm。
[0025](5)修改A型定心支片设计图纸，厚度不变，高度压缩至1.29mm，得到修正后的几何模型。
[0026]以上实施案例仅用以说明本发明的实现过程，而并非限制本发明所描述的技术方案。因此，尽管本说明书参照上述的各步骤对本发明进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种扬声器仿真分析中的振动部件几何模型的修正方法，其特征在于该方法至少包括以下步骤: (1)收集相同供应商提供的相同材质的设计图纸和所对应的振动部件的实际样品，针对每个样品: a)用3D扫描仪扫描该样品的完整的3D几何模型； b)确定轴对称3D几何模型的对称轴，随意选取多个通过该对称轴的平面为截面，截出多个2D轴对称平面几何模型； c)根据该样品对应的设计图纸，确定该样品的关键几何位置的关键尺寸，包括关键厚度对应的位置、关键高度、关键曲率半径； d)测量上述各个2D轴对称平面几何模型中关键几何位置的尺寸，包括相对应位置的关键厚度、关键高度、关键曲率半径； e)计算上述d)测量数据的平均值，以及该平均值与设计图纸所对应数据的差异的百分比； (2)计算上述e)每个样品所得到的各关键尺寸与设计图纸相比的差异的百分比的平均值，得到采用该种材料制造出的实际样品在每个关键尺寸与设计图纸差异的平均误差； (3)测量待修正的设计图纸与上述测量结果相对应的关键尺寸，包括关键厚度、关键高度、关键曲率半径； (4)根据设计图纸的关键尺寸和步骤(2)中测量得到的误差比例，求得实际样品的关键尺寸估计值； (5)修正设计图纸中相应关键几何位置的关键尺寸，包括关键厚度、关键高度、关键曲率半径，以符合实际产品各关键尺寸的估计值，这样就得到了修正的几何模型。2.如权利要求1所述的扬声器仿真分析中的振动部件几何模型的修正方法，其特征在于步骤(I)的b)利用软件实现，所述的软件为Geomagic Design软件或其它具有类似功能的软件。3.如权利要求1所述的扬声器仿真分析中的振动部件几何模型的修正方法，其特征在于所述的振动部件包括防尘帽、纸盆、定心支片、骨架和音圈。
【专利摘要】本发明公开了一种扬声器仿真分析中的振动部件几何模型的修正方法，属于扬声器设计和制造领域。为了修正某款扬声器振动部件的设计图纸：首先，收集相同供应商提供的相同材质的设计图纸和所对应的实际产品（样品），扫描其几何模型并测量得到其关键尺寸与设计的差异；其次，计算关键尺寸的平均差异；最后，根据平均差异数据调整设计模型得到修正的几何模型。该方法可以得到与实际产品更加一致的几何模型，用该修正的几何模型，可以获得更加正确和更精确的仿真分析结果。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105138745
【申请号】CN201510479640
【发明人】周建明, 温周斌, 柴国强, 徐楚林, 沐永生, 陆晓, 吕振华, 岳磊
【申请人】苏州上声电子有限公司, 浙江中科电声研发中心
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月7日