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蓝牙耳机如何利用CAE仿真进行创新迭代?

有限元: 2023-10-16 14:14:24 阅读数: 610 分享到:
从有线耳机到无线耳机,已经经历了三个发展阶段。在发展过程中随着智能手机厂商纷纷取消了3.5mm 耳机孔,这让无线蓝牙耳机出厂量出现爆发式增长。

蓝牙耳机三个阶段

市场上蓝牙耳机品牌越来越多,消费者在购买一款蓝牙耳机,除了在音质、舒适度、耐用性、续航、外形等方面会有考虑。还会考虑不同的场景下使用,比如听音乐、打电话、跑步、降噪、游戏、健康追踪、导航等。

面对蓝牙耳机市场规模快速扩大,大大小小的蓝牙耳机厂商的“厮杀”。想要获得消费者的喜爱,耳机厂商们需要考虑如何对蓝牙耳机进行创新,提高其性能和品质,降低研发成本,加快研发推出新品,这其中就离不开CAE仿真技术的支持。

在蓝牙耳机设计中,CAE仿真可以通过建立数字模型,模拟耳机的各项性能参数,如音质、舒适度、耐用性等。此外,CAE仿真还可以在产品研发阶段预测其整体性能,为设计者提供参考依据,进而优化设计方案,降低研发成本。

蓝牙耳机cae仿真流程

01、建立模型

蓝牙耳机仿真
耳机模型


根据蓝牙耳机的实际结构和工作原理,建立相应的数字模型。模型应包括耳机的主要部件,如耳塞、麦克风、电池、按键等,同时还要考虑到人体工程学因素,如佩戴方式、舒适度等。


02、网格划分

蓝牙耳机外壳仿真
耳机外壳有限元模型


通过将模型划分为许多小的单元,可将连续的物理问题转化为离散的数学问题。

03、设置参数
根据实际需求和目标,设置CAE仿真所需的各项参数。例如,模拟材料属性、边界条件、加载条件等。

04、运行仿真
将建立好的模型和设置好的参数在软件中进行求解和后处理。

05、查看结果
仿真完成后,查看并分析结果。重点关注音质、舒适度、耐用性等关键指标,以及结构稳定性、热分布等情况。根据仿真结果,对设计方案进行优化和改进。

蓝牙耳机cae仿真案例

蓝牙耳机

以一款市场上已有的蓝牙耳机为例,利用CAE仿真对其外观、材质、结构等方面进行优化。

外观设计

根据市场需求和用户反馈,发现该款蓝牙耳机的外观设计存在一定的问题,例如佩戴不够稳固、容易掉落。因此,我们利用CAE仿真技术对耳机外观进行优化设计。在保证音质和舒适度的前提下,调整耳塞与耳廓的匹配度,增加佩戴的稳定性。同时,对耳机的重心进行平衡设计,减少佩戴时的负担感。

材质选择

为了提高耳机的舒适度和耐用性,我们采用医用级硅胶材料,该材料具有低过敏、高透气的特点。通过CAE仿真模拟不同材料属性对音质的影响,我们发现医用级硅胶材料不仅能够提高佩戴舒适度,还能够优化音质表现。

结构设计

利用CAE仿真技术对耳机内部结构进行优化设计。考虑到音频传输质量和电池续航,我们将线圈和电池的位置进行合理布局。同时,加强主要部件的力学性能,提高耳机的整体耐用性。

壳体强度设计

蓝牙耳机仿真
壳体跌落仿真


为了提升蓝牙耳机及其充电盒的壳体强度,利用CAE仿真进行六面跌落分析,首先我们对齐进行建模,设置材料、密度、弹性模型、泊松比等壳件参数,再一一进行跌落仿真分析,看是否有出行裂痕,元器件等损坏,并根据分析给出相关改进建议。

蓝牙耳机仿真
充电盒PCBA云图,

灰色区域应变大于0.003,

重点关注灰色区域器件风险。


经过CAE仿真优化后,该款蓝牙耳机的佩戴稳定性、舒适度、耐用性等指标均得到了显著提升。厂商将优化改进的耳机推出市场后,很快得到了用户的高度认可和好评。


通过建立数字模型、设置参数、运行仿真和查看结果等一系列步骤,可以在产品研发阶段实现对蓝牙耳机的性能预测和优化。然而,尽管CAE仿真具有诸多优点,但在实际应用中仍存在一定的局限性。例如,模型简化和参数设置可能会影响仿真的准确性。


这就好比针对同一个仿真问题,不同的人,用相同的CAE软件,仿真结果也会有不同。为了避免这样的问题出现,需要选择有经验的CAE仿真公司进行合作。我们元王在这方面有着丰富的经验,已合作过众多耳机厂商,还能够提供相应的解决方案,如有需要,可咨询我们元王。