揚聲器仿真高階應用|揚聲器盆架設計的拓撲優化
2017-03-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
一、前言
結構優化是仿真驅動設計理念的一個發展方向。 從力學原理出發,借助優化方法,通過優選材料分布方式、結構構型、構件尺寸等途徑,幫助設計人員從眾多可能設計中獲得最優的結構形式。
二、各種結構優化方法
經驗優化:根據以往經驗,參考現有產品進行設計,實驗或仿真對比不同方案。
尺寸優化:根據給定的設計目標和約束,確定結構參數的具體值的優化設計方法。可以把尺寸定義為變量,進行參數化掃描,看哪種尺寸得到的結果最符合要求。
形狀優化:根據給定的性能指標和約束條件,確定產品結構的邊界形狀或者內部幾何形狀的設計方法。可用于揚聲器音盆母線設計優化。
拓撲優化:根據給定的設計目標和約束,進行最優材料分布的優化設計方法。即本次采用的用來優化揚聲器盆架的方法。

三、揚聲器盆架優化實例
下面拿一個實際的揚聲器盆架案例來說明,采用ansys做的。Comsol也能完成類似的優化,不過為了優化算法的通用性,參數設定會略繁瑣。
為簡化計算,取盆架未開窗的1/4模型

網格需要盡可能密,盡可能規整

下圖是優化50%的計算結果。紅色部分是建議去掉挖空的部分。

最終的樣子

優化35%

優化20%

優化后的結果圖導出的方法,具體操作步驟可以自行網上搜索。
可以據此進行揚聲器盆架設計的優化。在保證足夠的透氣前提下,能盡可能的保證其強度最高。
需要注意的是具體的優化形狀和盆架本身尺寸和材料相關,并非通用模型。
利用拓撲優化的盆架的結構應該能對盆架設計的形狀有參考指導和啟發意義,而不拘泥局限于常規的結構。
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