從消費電子產品到醫療設備，許多智能產品的應用都依賴於通過玻璃有效地傳遞聲振動。挑戰？使玻璃足夠薄以精確地發射超聲波，但結構要堅固到足以承受日常使用。康寧的工程師在開發智能，創新的玻璃解決方案時，依靠多種Ansys解決方案來平衡聲學和機械性能。

一個消費類應用涉及在玻璃表面上放置一個基於環的負載，該負載以不均勻的方式分佈在整個玻璃上。

Ansys軟件輕鬆實現了所需的模擬和分析。

從汽車，飛機到民用窗戶，許多消費產品已經佔據中心位置，玻璃在當今的許多智能產品中都起著至關重要的作用。消費類電子產品通常具有顯示屏和触摸屏，這些顯示屏和触摸屏不僅可以中繼信息，還可以用作用戶控件。醫療設備經常依靠玻璃來顯示，傳達和指導高級成像程序的結果。

儘管智能產品的應用是多種多樣的，但許多產品都依賴於玻璃的能力，以將聲超聲波從玻璃的一側（用戶或“控制”側）準確地傳輸到另一側，在此接收器收集並處理信號。

在這些應用中，玻璃基板必須足夠薄以精確地傳遞超聲波振動，必須足夠厚以承受日常使用，並且必須足夠堅固以承受意想不到的衝擊。另外，為了跟上消費者的需求，它通常必須盡可能輕巧。

康寧的工程團隊每天都會面臨挑戰，以平衡這些相互競爭的要求，因為它為智能產品應用開發了先進的玻璃解決方案。工程師必須提供可靠，準確的解決方案，但他們必須迅速採取行動，以實現客戶雄心勃勃的發射目標。

康寧的工程師已通過理論解決方案成功驗證了Ansys模型。在所有層上的聲學特定阻抗方面都獲得了極好的共識。

建立在成功的成功記錄上

幾十年來，康寧的工程師一直依靠Ansys提供的模擬解決方案來應對這些類型的複雜產品設計挑戰。例如，康寧開發團隊基於支持Ansys的空氣動力學和振動聲學分析，通過開發新的技術眼鏡，幫助汽車客戶大大減輕了玻璃重量，同時保持了車內的噪音水平（請參閱Ansys Advantage V12的“進入汽車噪聲的窗口”）I1）。

為了解決通過玻璃有效發送超聲波的問題，該團隊應用Ansys Mechanical來評估聲載荷，振動，結構強度，變形以及玻璃性能的其他機械方面。 

為了確保快速進行這些模擬並將其與其他產品開發過程集成在一起，該團隊使用了Ansys Mechanical Acoustic。該解決方案使康寧能夠開發定制的，統一的模擬工作流，該工作流集成了所有Ansys技術和其他工程工具。結果是更清晰，更準確的權衡，更快更好的決策以及增強的員工生產力。

最小化聲阻抗：一個很好的例子

最近，康寧的產品開發團隊結合使用了Ansys Mechanical和Ansys Mechanical Acoustic，為特定於客戶的應用建模和評估新的玻璃配置。玻璃結構由夾在兩個玻璃基板之間的粘合劑層組成。康寧的工程師需要模擬並預測該配置如何以最小的損耗傳輸聲超聲波。 

這要求團隊研究新玻璃結構的聲阻抗，或玻璃疊層對發射超聲波的抵抗力。對於特定的客戶應用程序，任何聲音傳輸損失都將是災難性的，干擾最終產品的核心功能。工程師需要評估特性阻抗（材料在整個表面上的固有電阻）和比阻抗（材料在表面某些關鍵點處的電阻的量度）。這兩種類型的分析都需要優化性能。

為了複製最終產品的實際運行條件，康寧的工程師應用了空氣和固體材料產生的聲負載。當他們檢查由不同負載產生的阻抗程度時，

產品開發團隊能夠確保在實際使用案例中實現準確的傳輸和高音質。

發出明智的未來信號

由於康寧的工程師計算了新玻璃產品在不同條件下的波傳播和聲阻抗，他們能夠通過解決任何電阻源來優化其性能並最小化阻抗。通過改變玻璃的成分，材料的厚度和方向以及玻璃疊層的其他特性，工程師們開發出了最終的，經過優化的產品，可以滿足客戶苛刻的智能產品應用。

康寧團隊認識到，每個玻璃組件在一致的頻率和阻抗方面都具有獨特的聲學特徵。對於給定的超聲波頻率，該團隊能夠優化材料屬性，以最大程度地通過玻璃組件傳播聲波，以及聲波從加載表面返回玻璃的信號檢測側。

準確地通過堆疊玻璃基板傳輸超聲波的問題對於該客戶而言是獨有的，但它代表了智能產品設計中涉及的複雜物理問題。隨著智能產品的不斷發展，Ansys模擬使康寧能夠快速，準確地應對高級客戶的挑戰，並支持持續的創新和快速的產品發布。