揚(yáng)聲器錐體的振動和聲輻射

目錄

第一章 緒言

第二章 揚(yáng)聲器錐體振動和聲輻射的定性描述

第三章 電動揚(yáng)聲器

第四章 錐體力學(xué)特性的薄膜近似

第五章 錐體力學(xué)特性的精確解

第六章 聲輻射

附錄

符號表

參考文獻(xiàn)

本書主要論述揚(yáng)聲器錐體的振動和聲輻射問題。從理論上研究了在各種頻率下，忽略和不忽略彎曲勁度時錐體的受迫振動狀態(tài);計算了輻射聲壓、聲功率和指向性圖形的頻率特性等。

我國是揚(yáng)聲器生產(chǎn)大國，但遠(yuǎn)非生產(chǎn)強(qiáng)國。揚(yáng)聲器非線性失真是影響揚(yáng)聲器品質(zhì)的重要因素。隨著國內(nèi)勞動力生產(chǎn)成本的提高，揚(yáng)聲器產(chǎn)業(yè)改型升級已迫在眉睫。因此，對揚(yáng)聲器進(jìn)行一些基礎(chǔ)性研究至為必要。 本項(xiàng)目主要研究揚(yáng)聲器薄殼的非線性振動機(jī)理和控制，具體內(nèi)容包括分諧波失真、混沌、諧波失真和互調(diào)失真的產(chǎn)生機(jī)制和克服方法。 本項(xiàng)目的主要研究結(jié)果有：首先，建立了揚(yáng)聲器薄殼非線性模型，確定其非線性因素來源于幾何非線性，即應(yīng)變和位移間的非線性關(guān)系，并將揚(yáng)聲器薄殼離散為多自由度系統(tǒng)。其次，揭示了薄殼分諧波和非軸對稱模態(tài)振動出現(xiàn)的機(jī)制，它們由直接激勵的揚(yáng)聲器薄殼軸對稱振動通過參數(shù)激勵主共振激發(fā)。第三，揭示了揚(yáng)聲器薄殼分割振動時的混沌產(chǎn)生機(jī)制和產(chǎn)生條件，共振直接激發(fā)的軸對稱模態(tài)和由軸對稱模態(tài)經(jīng)參數(shù)激勵主共振激發(fā)的非軸對稱模態(tài)間發(fā)生劇烈的能量交換，其振動幅度由倍周期分岔進(jìn)入混沌運(yùn)動。第四，確定了低音揚(yáng)聲器在其基本共振頻率附近的分諧波產(chǎn)生機(jī)制，非線性因素來自揚(yáng)聲器的磁力耦合因子、懸掛系統(tǒng)和電感的非線性，主要由磁力耦合因子通過參數(shù)激勵共振引發(fā)分諧波失真。第五，揚(yáng)聲器薄殼諧波失真由薄殼軸對稱模態(tài)的主共振和超諧波共振產(chǎn)生。第六，揚(yáng)聲器薄殼非線性對互調(diào)失真影響不大，主要影響因素為揚(yáng)聲器電磁系統(tǒng)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制了揚(yáng)聲器薄殼的模態(tài)測量技術(shù)。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采用高阻尼、高強(qiáng)度的揚(yáng)聲器薄殼材料和增加薄殼厚度。 本項(xiàng)目首次揭示了由我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)的揚(yáng)聲器中頻混沌現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制；系統(tǒng)研究了揚(yáng)聲器薄殼各種非線性失真機(jī)制和規(guī)律；并對連續(xù)體的非線性建模具有借鑒意義。

揚(yáng)聲器振膜為典型的薄殼結(jié)構(gòu)，研究揚(yáng)聲器薄殼的分諧波失真、混沌、互調(diào)失真和諧波失真的產(chǎn)生機(jī)制和克服方法。采用理論、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計算相結(jié)合的研究方法，建立揚(yáng)聲器薄殼非線性理論模型，將其離散為多自由度系統(tǒng)，進(jìn)而采用現(xiàn)代非線性動力學(xué)理論分析離散系統(tǒng)在自參數(shù)共振、組合共振和內(nèi)共振時出現(xiàn)的分諧波、極限環(huán)、分岔和混沌等非線性現(xiàn)象。揭示揚(yáng)聲器薄殼非線性失真機(jī)制和規(guī)律，探討揚(yáng)聲器振膜幾何形狀和材料參數(shù)對非線性的影響，從而提出改善揚(yáng)聲器非線性畸變的途徑。同時有所豐富和發(fā)展薄殼非線性振動理論。

本書 是一本跨學(xué)科的具有理論和工程實(shí)用價值的專業(yè)教科書。作者從聲學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、流體動力學(xué)諸學(xué)科的原理出發(fā)，系統(tǒng)地對介質(zhì)中結(jié)構(gòu)振動與聲輻射一類的理論和工程問題進(jìn)行了原理分析與范例的解析計算。包括典型結(jié)構(gòu)的自由振動及其產(chǎn)生的聲場波動的特性分析；可壓縮介質(zhì)中不同形式結(jié)構(gòu)激振動的響應(yīng)分布和聲場分布計算方法；隨機(jī)信號激勵下結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動與噪聲場的處理、分析和估計方法；運(yùn)動介質(zhì)中流體動力振蕩、結(jié)構(gòu)振動和聲場的相互耦合作用的分析、計算與估計。