扬声器辐射体薄壳的非线性振动机理和控制

扬声器振膜为典型的薄壳结构，研究扬声器薄壳的分谐波失真、混沌、互调失真和谐波失真的产生机制和克服方法。采用理论、实验和数值计算相结合的研究方法，建立扬声器薄壳非线性理论模型，将其离散为多自由度系统，进而采用现代非线性动力学理论分析离散系统在自参数共振、组合共振和内共振时出现的分谐波、极限环、分岔和混沌等非线性现象。揭示扬声器薄壳非线性失真机制和规律，探讨扬声器振膜几何形状和材料参数对非线性的影响，从而提出改善扬声器非线性畸变的途径。同时有所丰富和发展薄壳非线性振动理论。

我国是扬声器生产大国，但远非生产强国。扬声器非线性失真是影响扬声器品质的重要因素。随着国内劳动力生产成本的提高，扬声器产业改型升级已迫在眉睫。因此，对扬声器进行一些基础性研究至为必要。. 本项目主要研究扬声器薄壳的非线性振动机理和控制，具体内容包括分谐波失真、混沌、谐波失真和互调失真的产生机制和克服方法。.本项目的主要研究结果有：首先，建立了扬声器薄壳非线性模型，确定其非线性因素来源于几何非线性，即应变和位移间的非线性关系，并将扬声器薄壳离散为多自由度系统。其次，揭示了薄壳分谐波和非轴对称模态振动出现的机制，它们由直接激励的扬声器薄壳轴对称振动通过参数激励主共振激发。第三，揭示了扬声器薄壳分割振动时的混沌产生机制和产生条件，共振直接激发的轴对称模态和由轴对称模态经参数激励主共振激发的非轴对称模态间发生剧烈的能量交换，其振动幅度由倍周期分岔进入混沌运动。第四，确定了低音扬声器在其基本共振频率附近的分谐波产生机制，非线性因素来自扬声器的磁力耦合因子、悬挂系统和电感的非线性，主要由磁力耦合因子通过参数激励共振引发分谐波失真。第五，扬声器薄壳谐波失真由薄壳轴对称模态的主共振和超谐波共振产生。第六，扬声器薄壳非线性对互调失真影响不大，主要影响因素为扬声器电磁系统的非线性。第七，利用光栅投影高速三维测量时间平均方法研制了扬声器薄壳的模态测量技术。第八，对由薄壳非线性引起的非线性失真的有效抑制途径是采用高阻尼、高强度的扬声器薄壳材料和增加薄壳厚度。. 本项目首次揭示了由我国学者发现的扬声器中频混沌现象的产生机制；系统研究了扬声器薄壳各种非线性失真机制和规律；并对连续体的非线性建模具有借鉴意义。.