如何得到振膜的位移-频率曲线

tomy_lmj_tomy12

请教达人，我做声振耦合分析，已得到正确的声压的频率响应曲线；
振膜的位移云图也可以用GENERATE IMAGE-->Translational displacement component得到,
用Vector to Function conversion 却不到振膜上某些单元/节点的位移-频率曲线（全是零值)
如何得到振膜上的节点的具体位移-频率曲线?请达人指点。

tomy_lmj_tomy12

对不起NISA，说过了
目前是中低频实验能大致对上，7k以上高频差别较大。

superxjw

你设置IO点的时候，需要注意一下数据类型要选为“位移”，不知道是不是这里没有选对。

tomy_lmj_tomy12

谢谢superxjw 的提醒，真高人也。在Load Vector Set Defination 里定义即可

nisa

请教TOMY，能否贴一下你模拟得到的“正确的声压的频率响应曲线”？
能有与实测声压曲线对比的就更好了。

nisa

tomy_lmj_tomy12 发表于 2012-8-9 09:37
对不起NISA，说过了
目前是中低频实验能大致对上，7k以上高频差别较大。

吻合度很不错的了啊，能否分享你的分析思路和求解方法呢？
我做的扬声器(传统喇叭)分析，差异很大啊

tomy_lmj_tomy12

我做的微型扬声器，传统喇叭没有做过，所以没有经验。
思路大致如下：扬声器建模--》求音圈模态--》建立后腔和前腔网格---》都导入VL中---》音圈加力和阻尼---》扫频求结果---》实验对比---》修正参数；个人觉得求准模态是最关键的环节之一。

nisa

谢谢TOMY,还请不吝赐教
1)求音圈模态?是不是弄错了哦,我想应该是振膜的模态吧
2)音圈的力从哪里得来的呢?或者说是怎么计算?

tomy_lmj_tomy12

是音圈和振膜一起的模态，汗。
音圈的力目前加的是恒力，需要和实验对比修正，严格讲加恒力是不对的，但把电磁阻尼和机械阻尼一起等效成机械阻尼个人觉得在中低频差别不大。
如果加变力就需要电、磁、力、声耦合，目前COMSOL在理论上可以实现，在VL中没办法，不知道新版本会不会考虑这个问题。

52orange

可以考虑先用电磁类仿真软件求出这个力，其实根据阻抗曲线就知道这个力跟频率肯定是强相关的，我记得nisa就是这么干的，呵呵

tomy_lmj_tomy12

这个力的确和频率是强相关的，但腔体对这个力是不是也有反作用啊，这在只考虑电磁场的软件中怎么考虑，能不能像ABAQUS那样CO-SIMULATION?

nisa

tomy_lmj_tomy12 发表于 2012-8-13 09:28
这个力的确和频率是强相关的，但腔体对这个力是不是也有反作用啊，这在只考虑电磁场的软件中怎么考虑，能不 ...

有2种方法计算这个洛伦茨力：
1）等效电路法：腔体的作用可以表现为声容和声阻，不同的腔体容积和阻尼材料就有不同的容抗和声阻，在画等效电路时可以把这个容抗和阻抗考虑进去就可以了。以下是一个实例（幅值vs频率，当然也可以求相位vs频率）：

2）测试法：取现成近似样品或手板件样品等，测试其阻抗曲线，就可以求得实际流经音圈的电流I=Voltage/Imp，然后根据Ｆ＝ＢＬＩ计算洛伦茨力；上记等效电路对应样品后续的实测值，ＩＭＰ和Ｉ（电压Voltage=2.83V,用Etani S265测试的，１／４８采集率，下图截取头几个数据）:
　


以上两种方法的力因子ＢＬ取的都是恒定值，其实不是我们都知道ＢＬ是随音圈位置的变化而变化的（如下图），
能把这个因素处理到各种计算去的话，对结果会是一个非常好的修正。我的一个思路是，如何确定某个频率下，
音圈的位置呢？知道了音圈的位置，可以用该位置的ＢＬ值去计算而不是恒取磁隙位置的ＢＬ。迷惑中......

tomy_lmj_tomy12

知道了振幅能不能知道音圈的位置，如果可以，
BL是随振膜的振幅而变化的，可不可以用迭代的方法，
先求出恒定BL值下的振膜的振幅-频率关系，再根据振幅
修正BL值，再计算，直到SPL变化不大......

但又想好像不对，在某个频率下，振幅振动很厉害，只有当振膜位置远离了中心位置，
磁场才会减弱，BL值才会减少，这应该是削波失真一样的了...

还有，VL/SYSNOISE中输出的位移-频率关系中的位移不知道是二倍于振幅呢还是就是振幅？

nisa

除非搞理论研究，那时就要考虑BL随音圈位置的变化；而在实际应用中，我认为恒取磁隙处的BL还是能保证计算精度的；

因为在国标1W测试条件下，音圈的单边振幅是很小的；比如下面我这款2寸喇叭，2.83V的测试电压，单边振幅在中低频

也不过1.0max，此时BL由3.85N/A约降低为3.78N/A（高频的振幅显然是更小的数量级，影响更小了）。

对微型扬声器，我想更这方面的影响几乎可以忽略。

tomy_lmj_tomy12

nisa,  电磁力的实部虚部怎么计算呢？

nisa

要求电磁力，我通常用下面的方法：
1）等效电路计算，画出系统的类比电路，然后照电路知识，逐个计算电阻、电感、电容，然后求出回路的总阻抗；
因为有容抗和感抗，总阻抗自然就是复数了，相位信息就包含在里面了。所以，关键的第一步就是要画出系统的类比电路。
电路画出来了，可以在电路仿真软件Pspice里面计算，也可以在excel里面逐个计算；还是拿我上面2寸喇叭的为例
首先画出类比电路（无限大障板下）：

计算完就可以提取实部和虚部了，如下图，然后导出.txt文件；就可以顺利导入VL中作为激励源了。


在excel里面算的话需要很大的耐心，不过对计算过程能一目了然，更改参数很方便：


2）测试推算：现在很多电声测试仪器都能测试阻抗的相位了。根据测得阻抗曲线和相位曲线，
先把阻抗分解成实部和虚部，然后计算流经音圈的电流，最后F=BLI就可以了。
我在excel里面完成这些数据的处理、转换，最后一列得到复数形式的电磁力，其实部、虚部一目了然了；
如下图：


最后验证一下电磁力幅值（与类比电路仿真计算值还是非常接近的）：


PS: 经验有限，难免有纰漏和不足之处，忘前辈指点。

superxjw

nisa 发表于 2012-8-14 21:26
要求电磁力，我通常用下面的方法：
1）等效电路计算，画出系统的类比电路，然后照电路知识，逐个计算电阻、 ...

你们太厉害了！

tomy_lmj_tomy12

nisa讲得真详细，太专业了！

nisa

咱这也是抛砖引玉，论坛向来是藏龙卧虎之地，期待各位高人指正

peakz

非常经典，