叶南阳

(北京邮电大学信息与通信工程学院,中国 北京 100876)

目前手机的振动功能已经应用于人们的生活，然而人们对于手机的振动原理以及手机振动可能对手机及其使用者的影响了解得较少，过去的研究中，很少涉及手机振动模式及其影响.

通过对手机的振动模式进行深入的研究分析和有限元仿真，从理论上分析手机的不同模式对手机和环境产生的影响.并设计几种较为合理高效的手机振动模式，可以减少手机振动对手机和人体的影响[1]，并降低了振动能耗.

1 振源振动原理分析

图1 偏心轮

首先建立手机振动模型，得出了手机振动振源参数对振动效果的影响.为了使结果具有普遍性，理论分析采用了圆形偏心轮的振动器件为研究对象.如图1所示.

根据转动惯量计算公式可知，该模型与在轴上偏心安装了高比重合金旋转振动的模型等效，因此具有普适性.当偏心轮开始转动时，偏心轮的质心作圆周运动，由动量定理，手机其他部分质心相反方向运动，其质心振动频率逐渐升高直至到达偏心轮振动频率后开始稳定振动.

振动稳定时，振动器件受重力和支持力的作用，二者的作用力大小相等，方向相反，可不考虑重力及支持力.此时振动相当于完全非弹性碰撞，由实验知，振源能量一部分转化为振动能量，另一部分转化为声波能量，极少部分能量转化为热能，在分析中忽略不计. 由能量守恒可得：

式中M表示手机除振源外部分质量；……