【扬声器仿真高阶应用】扬声器盆架设计的拓扑优化

一、前言

结构优化是仿真驱动设计理念的一个发展方向。  从力学原理出发，借助优化方法，通过优选材料分布方式、结构构型、构件尺寸等途径，帮助设计人员从众多可能设计中获得最优的结构形式。

二、各种结构优化方法

经验优化：根据以往经验，参考现有产品进行设计，实验或仿真对比不同方案。

尺寸优化：根据给定的设计目标和约束，确定结构参数的具体值的优化设计方法。可以把尺寸定义为变量，进行参数化扫描，看哪种尺寸得到的结果最符合要求。

形状优化：根据给定的性能指标和约束条件，确定产品结构的边界形状或者内部几何形状的设计方法。可用于扬声器音盆母线设计优化。

拓扑优化：根据给定的设计目标和约束，进行最优材料分布的优化设计方法。即本次采用的用来优化扬声器盆架的方法。

三、扬声器盆架优化实例

下面拿一个实际的扬声器盆架案例来说明，采用ansys做的。Comsol也能完成类似的优化，不过为了优化算法的通用性，参数设定会略繁琐。

为简化计算，取盆架未开窗的1/4模型

网格需要尽可能密，尽可能规整

下图是优化50%的计算结果。红色部分是建议去掉挖空的部分。

最终的样子

优化35%

优化20%

优化后的结果图导出的方法，具体操作步骤可以自行网上搜索。

可以据此进行扬声器盆架设计的优化。在保证足够的透气前提下，能尽可能的保证其强度最高。

需要注意的是具体的优化形状和盆架本身尺寸和材料相关，并非通用模型。

利用拓扑优化的盆架的结构应该能对盆架设计的形状有参考指导和启发意义，而不拘泥局限于常规的结构。