(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211327910.1 (22)申请日 2022.10.27 (71)申请人 苏州上声电子股份有限公司 地址 215000 江苏省苏州市相城区元和街 道科技园中创路3 33号 申请人 浙江中科电声研发中心 (72)发明人 薛夏丰　陆晓　陈伯兵　岳磊　 陆明伟　范春涛　丁晓峰　温周斌　 周建明　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 沈志良 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 基于广义载荷的扬声器支架振动疲劳损伤 预测方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于广义载荷的扬声器 支架振动疲 劳损伤预测方法， 通过计算扬声器支 架在不同应力水平的载荷作用下形成的累积损 伤来判断预测其疲劳寿命。 该方法主要包括如下 步骤： 1)通过稳态分析得到扬声器支架在单位载 荷作用下的应力应变响应； 2)通过疲劳累积损伤 分析得到扬声器支架在广义载荷激励下的疲劳 累积损伤结果。 3)根据求得的损伤值判断支架是 否存在疲劳破坏。 权利要求书2页 说明书5页 附图7页 CN 115526087 A 2022.12.27 CN 115526087 A 1.基于广义载荷的扬声器支架振动疲劳损伤预测方法， 其特征在于： 该疲劳损伤预测 方法至少包括如下步骤： 一、 静力学仿真： 步骤一 (1)建立有限元模型 1)添加空间维度、 物理场接口和研究类型： 在有限元分析软件中， 设置空间维度为 “三 维”， 选择物理场为 “固体力学 ”， 选择研究类型为 “稳态”； 2)建立扬声器组件仿真几何模型： 建模过程如下： A.导入扬声器组件几何模型： 采用 “几何”相关的操作， 导入扬声器组件的三维几何模 型； B.几何清理： 在 “几何”操作下采用几何清理功能， 清理模型中多余的点、 线、 面和体； 3)设置边界条件和载荷： 在 “固体力学 ”物理场下分别设置接触边界、 初始条件和加速 度载荷， 详细设置步骤如下： A.固定约束： 为支 架安装孔添加固定约束； B.加速度载荷： 设置扬声器组件所受加速度的大小和方向； 4)全局定义： 在 “全局定义 ”下添加“载荷与约束组>载荷组 ”功能接口， 加载 “加速度载 荷”为组成员； 5)定义材料属性： 有限元仿真模型的材料属性与物 理场、 材料模型及边界条件有关， 这 里需设置的材 料参数包括杨氏模量、 密度、 泊松比； 6)划分网格： 指定网格单 元类型及网格大小生成有限元网格单 元； (2)求解及后处 理 1)求解： 采用有限元法对上述步骤所建立的有限元模型进行求解， 其基于的理论方程 如下： 式中， [M]为质量矩阵， [C]为阻尼矩阵， [K]为静刚度矩阵， 为节点加速度向量， 为节点速度向量， {X}为节点 位移向量， {F}为激励载荷向量； 采用 “稳态”方法求解； 2)后处理： 通过后处 理绘制可 得单位载荷作用下支 架上的应力分布图； 三、 疲劳仿真： 步骤二 (1)建立有限元模型(在步骤一模型基础上) 1)添加物理场接口和研究类型： 添加物理场 “疲劳”， 添加研究类型 “疲劳”； 2)设置累积损伤： 在 “疲劳”物理场下设置疲劳模型为 “累积损伤 ”， 分析类型、 损伤模型 参数和广义载荷定义； (2)求解及后处 理 1)求解： 采用有限元法对上述步骤所建立的有限元模型进行求解， 其基于的理论方程 如下： σa＝fSN(N), 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526087 A 2式中， σa为主应力幅， fSN(N)为S‑N疲劳曲线， σmax为最大主应力， σmin为最小主应力， σij为 应力张量， ni为某一载荷水平下的循环数， Ni为总循环数， q为不同水平载荷数， fus为疲劳使 用因子(累积总损伤)； 采用“疲劳”方法求解， 疲劳求 解器继承“步骤二， 稳态 ”所得的稳态解； 2)后处理： 通过后处 理可得到支架振动疲劳使用因子分布图。 2.根据权利要求1所述的基于广义载荷的扬声器支架振动疲劳损伤预测方法， 其特征 在于： 所述的有限元分析软件为COMSOL  Multiphysics软件； 它是一款多物理场仿真分析软 件， 主要功能包括建立几何模型、 网格划分、 多物理场设置与求 解、 结果图像化显示。 3.根据权利要求1所述的基于广义载荷的扬声器支架振动疲劳损伤预测方法， 其特征 在于： 所述扬 声器组件几何模型为忽略音圈、 骨架、 锥体等对仿 真结果影响较小的部件后的 简化模型； 所述的模型 的简化方法包括三维绘图软件完成简化， 所述的三维绘图软件包括 CREO、 SolidWorks， 或是采用有限元软件， 如COMSOL  Multiphysics的 “几何”相关功能来实 现。 4.根据权利要求1所述的基于广义载荷的扬声器支架振动疲劳损伤预测方法， 其特征 在于： 所述广义载荷由单位载荷线性叠加而成， 为周期性载荷、 随机载荷或可变载荷。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526087 A 3