云杉木材钢琴共振板振动特性的研究

钢琴共振板是钢琴最重要的部件之一,对钢琴声学品质有决定性的影响。研究共振板振动特性对提高钢琴产品质量具有重要的意义。该文在分析钢琴共振板基本振动理论的基础上,得出了自由振动的频率方程。并以俄罗斯远东红皮云杉、东北长白鱼鳞云杉、西藏林芝云杉、美国西加云杉4个树种共8块共振板(每个树种2块)为研究对象,采用基于打击音的快速傅立叶变换频谱分析方法,测定了计算共振板弹性模量等参数所必须的(2,0)、(0,2)、(1,1)、(2,2)阶振动频率。应用自由振动频率方程计算了共振板的弯曲刚度与扭转刚度,进而计算共振板不同方向的动态弹性模量、纵波传播速度。分析共振板振动特性与钢琴声学品质主观评价、客观评价指标之间的关系得出,共振板y方向振动特性与钢琴声学品质之间的关系比x方向显著。随着共振板的弹性模量与纵波传播速度的增大,钢琴声学品质提高,尤其是共振板y方向的弹性模量与纵波传播速度值,对钢琴声学品质影响显著。这也说明了共振板y方向的振动特性参数检测对于钢琴声学品质评价的重要性。

共振板振动特性与钢琴声学品质主观评价的关系

选取俄罗斯远东红皮云杉、东北长白鱼鳞云杉、西藏林芝云杉、美国西加云杉4个树种的试件,每树种2块共制作8块共振板,采用基于打击音的快速傅里叶变换(FFT)频谱方法分析共振板的振动特性,计算得出共振板不同方向的动态弹性模量、纵波传播速度、共振板边部剩余试件动弹性模量及共振板制作钢琴后的振动传播响应时间。利用共振板制作成试验用钢琴后,采用专家主观评价的方式对钢琴的声学品质进行评价。通过分析共振板振动特性参数与钢琴声学品质主观评价得分之间的关系得出,共振板y方向的振动特性参数与钢琴声学品质主观评价得分项目之间呈一定程度或显著的线性相关,而x方向的振动特性参数与主观评价得分项目之间的相关关系明显弱于y方向。因此,通过改善共振板y方向的振动特性可显著提高钢琴的声学品质,也说明了共振板y方向的振动特性参数检测对于钢琴声学品质评价的重要性。共振板y方向的振动特性参数与钢琴声学品质主观评价得分之间的相关性大于x方向的相关性,这一规律与音板上高、中音区域的琴弦排列和音板的y方向接近平行、低音区域琴弦排列及y方向的夹角小于x方向的结构特点有关。

云杉共振板声学振动性能与诱发人体生理响应差异

以红皮云杉、长白鱼鳞云杉、林芝云杉与西加云杉4种云杉属木材所制作的8块共振板为研究对象,基于各向异性薄板振动理论,测定共振板的弹性模量、纵波传播速度、振动响应时间等声学振动性能指标,并对同树种内的2块共振板进行比较得出:同树种第2块共振板的弹性模量、纵波传播速度、边部试件的弹性模量大于第1块共振板,而振动响应时间小于第1块。将共振板制成钢琴后,研究人体心率变异、血压变异生理指标对钢琴乐音(肖邦前奏曲OP28:No.24)的响应。结果表明:与听赏第1号钢琴乐曲相比,受验者听赏同树种第2号钢琴时,其迷走神经活动水平上升更大,受验者精神处于更为放松的状态。因此可认为:弹性模量、纵波传播速度大而振动响应时间小的共振板,其声学振动性能更有益于产生良好的人体生理影响。

钢琴共振板振动特性和钢琴声学品质相关性

钢琴的灵魂和生命就是它的声学品质,保证一架钢琴的声学品质良好是所有钢琴爱好者所关注的事情。本文将通过对钢琴共振板的研究,来试图解开钢琴共振板的振动特性对于钢琴声乐品质的相关性。

正弦振动试验中的共振利用

实验室通常采用电动振动进行正弦振动试验来考验部件的疲劳特性,然而电动式振动台有其局限性。为了实现电动式振动台高加速度正弦试验,利用共振原理设计了振动台共振板夹具。通过试验验证,说明了方法的实用性和有效性。

肋木对钢琴音板声振动传播性能的影响

以4云杉属树种的8块实际立式钢琴共振板为研究对象(每一树种均为2块共振板),测定了粘贴肋木前的共振板、粘贴肋木后的音板及制成钢琴后音板的振动传播响应时间,比较分析了粘贴肋木前共振板与粘贴肋木后音板的振动传播速率的变化;并分析了制成钢琴后音板的顺纹理与横纹理方向振动传播速率的差异。结果表明:①对于加肋木后的音板,其声振动横向传播速率较未加肋木有明显提高,速率提高程度在1倍左右。②制成钢琴后音板的顺纹理与横纹理方向的振动传播速率相差较少,除远东红皮云杉第1号音板外,其它音板的顺纹理与横纹理方向振动传播速率比值均分布在1.04～1.27之间。说明由于肋木的存在,在很大程度上降低了音板顺纹理与横纹理方向之间振动传播速率的差异,使音板受到来自琴弦振动的激励后,可在尽量短的时间内使整个音板均匀振动起来。

钢琴音板的特性与选材

钢琴音色部分取决于音板的材质,而音板的构造及共振机理决定其选材的特殊性。介绍国外音板选材的情况,以及国内音板研究的发展,明晰选材原则及工艺发展方向。

聋人特制钢琴

如果听不到声音．就得与音乐绝缘．这对于听不到声音的残疾人来说似乎过于残酷。这款概念钢琴，专门为听力有障碍的人士设计．用特别的方式帮助他们感受美妙的音乐世界。琴键上方的多功能共振板可以用多彩的颜色显示乐曲的起伏和旋律。