7-1 結論
本文所既定尺寸的揚聲板，在改用不同彈性支承情況下，對聲壓曲線 並不會有太大的影響。透過有限元素分析軟體ANSYS 的簡諧激振分析以及 頻譜聲壓計算方程式，模擬平板的揚聲行為以及聲壓曲線的表現，進一步 找出聲壓曲線產生音谷的問題。在過去以三明治結構補強平板強度，抑制 平板不良的振動變形產生之方式，雖然可以達到改善音谷的目標，但是由 於加勁的面積及質量太大使得揚聲器感度下降，降低了整個揚聲器的增 益。因此本文藉由部分加勁的方式，使得平板不良的振動變形受到抑制，
使其所造成的音谷影響，在聲壓曲線上減小。
從ANSYS 的簡諧激振分析以及頻譜聲壓計算方程式，可以找出平板需 要加勁的位置，其加勁條的幾何大小尺寸，則可以利用數值最佳化方法，
以隨機起始點、廣義拉格蘭吉乘子以及極小值演算法，建立一個有受限制 條件的最佳化數學模型，同時將此模型轉換為無受限制條件之數學模型，
進行極小值的搜尋，最後可以得到一組平板的加勁最佳設計，以此最佳設 計之結果，所得到的聲壓曲線與其他加勁平板的聲壓曲線作比較，則可以 發現明顯改善在無加勁的平板之聲壓曲線中音谷所造成的影響，使得加勁 後的平板之聲壓曲線可以達到平滑化之目標。
7-2 未來研究方向
本文所做加勁平板聲壓曲線最佳化，是針對中音谷的頻率範圍，選擇 激振頻率為 1000、2000、3000、4000、5000 Hz 的聲壓值與其平均聲壓值 之差值平方作為設計變數，目的在改善中音谷聲壓的落差。往後可以考慮 從全音域的方向做平板加勁最佳化的設計，考慮高頻聲壓落差的影響，使 揚聲器在高頻範圍也有好的揚聲行為。但若選擇太多的激振頻率數量，則 會影響數值最佳化的運算時間，所需運算時間會增加，同時對於電腦硬體 的需求也會增加，因此在改善運算時間，提高最佳化運算速度，也是未來 需要研究改善的課題。
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表6-1 材料常數表
玻纖材料 巴沙木
E1 30 GPa 3.7 GPa E2 8.24 GPa 0.055 GPa G12 4.14 GPa 0.01 GPa G23 0.69 GPa 0.00167 GPa
ν12 0.26 0.2
ν 23 0.3 0.5
ρ 1680 kg/m3 125kg/m3
t(thick) 0.125mm 1mm
表6-2 第一組隨機起始與給予起始之最佳化結果比較表
中間加勁條長度 起始點
X1(mm)
中間玻纖條寬度 X2(mm)
疊代次數
隨機起始 X1: 6.4822
X2: 1.0357 69.642 11.972 11 給予初始 X1: 3.0000
X2: 0.3000 69.713 11.983 13
表 6-3 第二組增加權重函數之最佳化結果比較表
中間玻纖 條長度 X1(mm) 起始點
中間玻纖 條寬度 X2(mm)
兩旁玻纖 條長度 X3(mm)
疊代 次數
未加權重函數
X1: 3.2681 X2: 0.3184 X3: 2.0154
69.732 11.976 36.428 11
增加權重函數
X1: 6.1861 X2: 0.7471 X3: 2.1647
68.121 12.036 38.637 13
表 6-4 不同加勁平板在中音谷與聲壓感度比較表
中音谷發生 頻率(Hz)
中音谷聲壓 落差(db)
平均聲壓 感度(db)
中間具玻纖加勁4mm 1284 15.432 77.3
碳纖三明治 1650 8.507 75
最佳化加勁 1367 10.233 76.6
圖 1-1 錐盆式揚聲器
圖 1-2 平面式揚聲器
圖2-1 複合材料積層板座標系統
Y
Z
N N
N1
N
6
6
X
2