基于膜片疲勞壽命分析的車用喇叭結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、為了引起道路上行人和往來車輛的注意，確保我們的行車安全，每輛汽車上都配備了電喇叭，其性能的好壞將會直接關(guān)系著交通安全，因此喇叭的作用不能忽視。國內(nèi)的汽車用戶對喇叭的使用率以及性能需求相對國外來說要高許多，而國內(nèi)汽車?yán)壬a(chǎn)廠家出于成本或者其他因素的考慮并未將喇叭的壽命與性能提高到合適的水平。本文以某車用喇叭膜片為研究對象，對其疲勞壽命進(jìn)行研究，以期為膜片的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計提供參考。主要開展了如下的研究工作:
　　從疲勞裂紋的萌生、擴(kuò)展

2、以及斷裂等方面解釋了疲勞產(chǎn)生的機(jī)理，具體說明了應(yīng)力集中、載荷形式、以及表面狀態(tài)等因素對疲勞壽命的影響。闡述了疲勞損傷累積理論，推導(dǎo)出通過線性累積損傷理論估算材料疲勞壽命的方法。
　　描述了機(jī)械觸點(diǎn)式汽車?yán)鹊幕窘Y(jié)構(gòu)及工作原理，在往復(fù)電磁力的作用下，喇叭膜片不斷振動從而向外輻射聲波，因此，喇叭膜片的碎裂成為喇叭失效的主要形式。利用Solidworks和Hypermesh建立喇叭膜片的有限元模型，對其劃分網(wǎng)格，約束并求解，得到該膜片

3、的低階主振形，通過對比分析主振形情況，得出只有一階模態(tài)時，膜片是做活塞式運(yùn)動。再將經(jīng)Hypermesh處理過的喇叭膜片三維模型導(dǎo)入到Ansys中進(jìn)行諧響應(yīng)分析，簡化電磁力為正弦激勵，得到關(guān)鍵點(diǎn)的頻率-位移變化曲線和頻率-應(yīng)力變化曲線，分析主振方向及受應(yīng)力最大節(jié)點(diǎn)，得出喇叭膜片受到最大應(yīng)力位置出現(xiàn)在其折線帶區(qū)域。
　　通過試驗(yàn)采集動鐵芯位移隨時間變化的信息，根據(jù)剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)的基本理論，在Adams中對喇叭膜片和動鐵芯進(jìn)行運(yùn)動學(xué)

4、仿真分析，獲得喇叭膜片中心的載荷譜。利用疲勞分析軟件Fatigue對喇叭膜片的疲勞壽命進(jìn)行估計，得出該膜片使用壽命最短的地方在靠近動鐵芯的折線帶處，壽命為8.51×104次。
　　最后基于喇叭膜片疲勞壽命的分析，根據(jù)有限差分法求解出各個因素的靈敏度，得到喇叭膜片厚度對疲勞壽命的影響最為敏感。建立正交試驗(yàn)，經(jīng)過計算與分析，確定某車用喇叭膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化方案，將喇叭膜片的疲勞壽命提高到了1.03×105次，為車用喇叭的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參