揚聲器輻射體薄殼的非線性振動機理和控制

《揚聲器輻射體薄殼的非線性振動機理和控制》是依託浙江師範大學，由張志良擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：揚聲器輻射體薄殼的非線性振動機理和控制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張志良
• 依託單位：浙江師範大學

項目摘要

揚聲器振膜為典型的薄殼結構，研究揚聲器薄殼的分諧波失真、混沌、互調失真和諧波失真的產生機制和克服方法。採用理論、實驗和數值計算相結合的研究方法，建立揚聲器薄殼非線性理論模型，將其離散為多自由度系統，進而採用現代非線性動力學理論分析離散系統在自參數共振、組合共振和內共振時出現的分諧波、極限環、分岔和混沌等非線性現象。揭示揚聲器薄殼非線性失真機制和規律，探討揚聲器振膜幾何形狀和材料參數對非線性的影響，從而提出改善揚聲器非線性畸變的途徑。同時有所豐富和發展薄殼非線性振動理論。

結題摘要

我國是揚聲器生產大國，但遠非生產強國。揚聲器非線性失真是影響揚聲器品質的重要因素。隨著國內勞動力生產成本的提高，揚聲器產業改型升級已迫在眉睫。因此，對揚聲器進行一些基礎性研究至為必要。本項目主要研究揚聲器薄殼的非線性振動機理和控制，具體內容包括分諧波失真、混沌、諧波失真和互調失真的產生機制和克服方法。 本項目的主要研究結果有：首先，建立了揚聲器薄殼非線性模型，確定其非線性因素來源於幾何非線性，即應變和位移間的非線性關係，並將揚聲器薄殼離散為多自由度系統。其次，揭示了薄殼分諧波和非軸對稱模態振動出現的機制，它們由直接激勵的揚聲器薄殼軸對稱振動通過參數激勵主共振激發。第三，揭示了揚聲器薄殼分割振動時的混沌產生機制和產生條件，共振直接激發的軸對稱模態和由軸對稱模態經參數激勵主共振激發的非軸對稱模態間發生劇烈的能量交換，其振動幅度由倍周期分岔進入混沌運動。第四，確定了低音揚聲器在其基本共振頻率附近的分諧波產生機制，非線性因素來自揚聲器的磁力耦合因子、懸掛系統和電感的非線性，主要由磁力耦合因子通過參數激勵共振引發分諧波失真。第五，揚聲器薄殼諧波失真由薄殼軸對稱模態的主共振和超諧波共振產生。第六，揚聲器薄殼非線性對互調失真影響不大，主要影響因素為揚聲器電磁系統的非線性。第七，利用光柵投影高速三維測量時間平均方法研製了揚聲器薄殼的模態測量技術。第八，對由薄殼非線性引起的非線性失真的有效抑制途徑是採用高阻尼、高強度的揚聲器薄殼材料和增加薄殼厚度。本項目首次揭示了由我國學者發現的揚聲器中頻混沌現象的產生機制；系統研究了揚聲器薄殼各種非線性失真機制和規律；並對連續體的非線性建模具有借鑑意義。