古筝弦-码结构的三维动力学分析与试验验证

弦-码结构是古筝发声系统的重要组成部分,也是古筝发声机理研究的首要问题。将古筝琴码考虑为刚性双码脚,弦振动考虑为有界弦振动,建立了弦-码结构的三维动力学简化模型,给出了其对应各码脚法向作用力的解析表达式,通过该解析公式利用MATLAB软件数值计算分析了不同拨弦角度(γ=0°,γ=45°,γ=90°,γ=135°)时各码脚法向作用力的变化规律,并进行试验测量验证。结果表明:弦-码结构的三维动力学模型有效、可靠;水平拨弦(γ=0°)时,左码脚动态力的最小值接近于0,说明该码脚几乎脱离琴体表面,可见水平拨弦易造成跳码,与实际古筝演奏情况符合;竖直拨弦(γ=90°)时,左右码脚的作用力同相位,且合力最大;45°角拨弦(γ=45°)与135°角拨弦(γ=135°)琴码两码脚作用力反对称,且两种拨弦方式左右码脚的作用力相位均相反;研究结果优化了古筝弦-码结构的动力学模型,总结了不同拨弦方式下码脚作用力的变化规律,为古筝的进一步研究提供参考。