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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳致翔
研究生(外文):Chen, Chih-Hsiang
論文名稱:揚聲器平面彈波之疲勞壽命評估
論文名稱(外文):Fatigue Life Prediction of Plane Damper for Speaker
指導教授:金大仁金大仁引用關係
指導教授(外文):Kam, Tai-Yan
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:揚聲器平面彈波疲勞壽命白噪音應力-壽命曲線有限單元法
外文關鍵詞:loudspeakerplane damperfatigue lifewhite noiseS-N curvefinite element method
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本文設計可用於揚聲器的平面彈波,其中利用平面空間的形狀變化來改變平面彈波的剛性,以降低揚聲器的共振頻率,並改善傳統彈波無法提供大衝程的缺點。在材料方面,本文使用編織玻璃纖維複合材料製作平面彈波,相較於麻布製作的傳統彈波,有較高的疲勞強度。在預測平面彈波疲勞壽命部分,利用有限單元分析軟體,分析揚聲器在固定功率及頻率下之振動,以識別平面彈波的應力集中部位,另配合應力-壽命曲線,推算平面彈波受到單一循環應力作用下的疲勞壽命。此外,由於揚聲器的使用並不侷限於單一頻率,所以也探討了以白噪音為訊號源時,平面彈波受到隨機負載的疲勞壽命。最後實際製作包含平面彈波的揚聲器,並進行疲勞試驗,以驗証理論方法之正確性。根據經實驗數據驗證過之分析方法,建立一個從設計平面彈波到預測其疲勞壽命之方法流程。
In this thesis, different types of plane dampers are designed for loudspeakers. The shape of the plane damper is designed in such a way that it can decrease the stiffness of plane damper which in turn can lower the loudspeaker's resonant frequency and increase the stroke of the voice coil of the loudspeaker. Regarding damper materials, the woven glass fiber composite material is used to make the plane damper of which the stress distribution may be more complex then that of the traditional corrugated damper made of gunny. The woven glass composite material has better fatigue resistance then gunny. Regarding fatigue life prediction, the finite element method is used to analyze the stress distribution and identify the danger location of the damper for the speaker vibrating at constant power and frequency. The experimentally determined S-N curve is used to predict the damper's fatigue life under a constant cyclic stress. Furthermore, the speaker is also subjected to white noise excitation to analyze the fatigue life of the damper. A number of loudspeakers which comprise plane dampers are fabricated for fatigue testing. The test results are used to verify the proposed method for fatigue life prediction. Finally, a procedure for damper design and fatigue life prediction is proposed.
中文摘要 ………………………………………………i
英文摘要 ………………………………………………………ii
致謝 ……………………………………………………………iii
目錄 ……………………………………………………………iv
表目錄 …………………………………………………………vi
圖目錄 …………………………………………………………vii

第一章 緒論………………………………………………… 1
1-1 前言………………………………………………… 1
1-2 文獻回顧…………………………………………… 2
1-3 研究動機與方法…………………………………… 4
第二章 揚聲器平面彈波疲勞壽命………………………… 6
2-1 揚聲器簡介………………………………………… 6
2-2 疲勞概論…………………………………………… 7
2-3 疲勞壽命與研究尺度……………………………… 7
2-4 影響疲勞壽命的因素……………………………… 8
2-5 應力-壽命曲線…………….……………………… 9
第三章 隨機振動…………………………………………… 11
3-1 隨機振動理論……………………………………… 11
3-2 隨機過程…………………………………………… 12
3-3 白噪音……………………………………………… 13
3-4 累積損傷理論……………………………………… 15
3-5 疲勞壽命估算公式………………………………… 17
3-6 實例說明…………………………………………… 19
第四章 揚聲器製作與量測………………………………… 21
4-1 平面彈波材料……………………………………… 21
4-2 平面彈波製作流程………………………………… 21
4-3 平面揚聲器之研製………………………………… 22
4-4 揚聲器系統參數量測……………………………… 22
第五章 分析與實驗結果…………………………………… 24
5-1 平面彈波設計……………………………………… 24
5-2 揚聲器參數………………………………………… 27
5-3 揚聲板受激振時位移分析………………………… 28
5-4 平面彈波應力負載………………………………… 31
5-5 疲勞壽命曲線……………………………………… 34
5-6 固定頻率及功率壽命估測與實驗………………… 34
5-7 白噪音激振時的壽命估測與實驗………………… 35
第六章 結論與未來研究方向……………………………… 38
6-1 結果與討論………………………………………… 38
6-2 未來研究方向……………………………………… 40
參考文獻 …………………………………………………… 41
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