方形结构压电式骨传导听觉装置声发生元件的仿真研究.docVIP

 方形结构压电式骨传导听觉装置声发生元 件的仿真研究# 柳杰，高莹莹，曾平，程光明** 5 10 15 20 （吉林大学机械科学与工程学院，长春 130022） 摘要：以中间固定支撑式方形压电振子作为骨传导听觉装置用声发生元件，利用 Ansys 分别 对中间点支撑方式以及中间线支撑方式的方形压电振子进行有限元建模，对两种支撑方式下 的压电振子进行静力学变形分析，模态分析以及谐波响应分析，为进一步研究以中间固定支 撑式方形压电振子作为声发生元件的骨传导听觉装置提供理论依据。 关键词：骨传导；方形压电振子；仿真 中图分类号：TH703.8 Study on Vocal Element Simulation of Piezoelectric Bone Conduction Hearing Device with Square Structure Liu Jie, Gao Yingying, Zeng Ping, Cheng Guangming (College of Mechanical Science and Technology , Jilin University, ChangChun 130022) Abstract: Use square piezoelectric oscillator of intermediate fixed support-type as vocal element of the bone conduction hearing device, use Ansys to bild finite element model of the the square piezoelectric oscillator of intermediate point fixed support-type and intermediate line fixed support-type, then do static analysis , modal analysis and harmonic response analysis of the two different support-types, thus to provide theoretical basis for further study of the bone conduction hearing device that uses square piezoelectric oscillator of intermediate fixed support-type as vocal element. Keywords: Bone conduction; Square piezoelectric oscillator; Simulation 25 0 引言 近年来，科学技术的发展日新月异，各种不同类型的听觉装置不断涌现，目前以气传导 方式工作的听觉装置占据了市场的主流，而以骨传导方式工作的听觉装置正开始增多。以气 传导方式工作的听觉装置对那些具有先天性外耳发育不全、化脓性中耳炎、外耳道狭窄引起 30 35 40 的传导性或者混合性耳聋、鼓膜穿孔等疾病的患者并不适用，而以骨传导方式工作的听觉装 置不仅适用于具有传导性听力障碍的患者，也适用于正常人，使正常人的双耳得到解放，更 适用于消防、战斗等对通讯有特殊要求的特殊场合。鉴于骨传导听觉装置相对于气传导听觉 装置有较大的优越性以及其广阔的发展前景，骨传导听觉装置正引起越来越多的科研工作者 的关注[1-4]。 根据声发生元件的工作原理，骨传导听觉装置可以分为压电式和电磁式[5]。电磁式骨传 导听觉装置，比如手机、耳机、植入性助听器等是目前市场上主流的骨传导听觉装置。虽然 此类听觉装置具有振动响度大、音质清晰的优点，但是，此类装置声发生元件的材料是电磁 材料，工作过程中耗能严重，低频音讯信号输出电平不足，且其电磁辐射会对长期佩戴该装 置的听障患者造成损伤。压电式骨传导听觉装置以压电振子为声发生元件，它具有功耗低、 无电磁辐射、不受电磁辐射影响、结构紧凑、质量小等优点。相对于电磁式骨传导听觉装置， 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20110061110024） 作者简介：柳杰，（1985-），男，研究生。 通信联系人：曾平， 1957-），女，教授，主要研究方向：微小机械与精密机械。 E-mail: zengping321@163.com -1-  科研工作者对于压电式骨传导听觉装置的研究还处于初级的阶段。 鉴于目前对于压电式骨传导听觉装置的研究现状，本文提出一种以中间固定支撑式（中 间圆形柱支撑亦称作中间点支撑、中间矩形柱支撑亦称作中间线支撑）方形压电振子作为骨 传导听觉装置用声发生