幾種典型民族樂器木質(zhì)共鳴體的聲學(xué)振動性能檢測與分析.pdf

1、本文首先對國內(nèi)外樂器音板用材的現(xiàn)狀以及我國民族樂器共鳴用材的振動性能、選材與加工的研究進展進行了闡述與分析。通過分析可以看出，雖然樂器從業(yè)者及研究人員認識到木材對于樂器的重要作用，但關(guān)于我國民族樂器用木材的聲學(xué)振動性能研究主要局限于木材振動性能指標(biāo)的測試，并未與我國民族樂器共鳴用材相結(jié)合。而在樂器用木材的選材與加工方面，也只是進行簡單的介紹，并沒有進行實質(zhì)性的科學(xué)驗證試驗。針對上述問題，本文以我國幾種典型民族樂器（琵琶、月琴、阮等）為對

2、象，對樂器共鳴構(gòu)件用木材（素材）、共鳴板、共鳴面板、獨立共鳴構(gòu)件（共鳴構(gòu)件）及樂器成品中的共鳴構(gòu)件（共鳴箱）的聲學(xué)振動性能展開深入研究1，具體研究結(jié)果如下:
　　1)根據(jù)基于統(tǒng)計的紋理分析思想，進行了基于紋理圖像檢測技術(shù)的民族樂器選材方法的研究。以紋理間距矩陣表征木板紋理疏密程度作為判斷其用于制作樂器的適用性的特征，通過對用于制作琵琶、阮、月琴三種樂器的木材面板進行紋理間距情況的測算，得到各自的紋理間距矩陣，并分析了紋理寬度與振動

3、性能的關(guān)系，為共鳴面板用木材的外觀初選提供了一定的科學(xué)理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
　　2)檢測分析影響樂器音質(zhì)的主要特性——振動特性的一般原理和檢測實驗的方法，探索并初步確立了民族樂器共鳴用木質(zhì)構(gòu)件的聲學(xué)屬性檢測方法。在以往研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合樂器制作師的實踐經(jīng)驗選擇試驗用素材，檢測、分析試驗用素材的聲學(xué)振動性能，采用綜合評分法和綜合坐標(biāo)法對所選彈撥樂器共振面板用木材的綜合聲學(xué)振動特性進行了綜合評價與區(qū)分。
　　3)基于薄板動力學(xué)的

4、基本理論，采用實驗?zāi)B(tài)分析法的方法對樂器共鳴板聲學(xué)振動性能進行研究，并根據(jù)模態(tài)的特性選取固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型作為參數(shù)。根據(jù)琵琶、月琴、阮的樂器共鳴面板構(gòu)成特點，確定了實驗?zāi)B(tài)分析的實驗方法;通過位移與曲率的關(guān)系、曲率變化率、彎矩，根據(jù)振動原理確定了實驗?zāi)B(tài)分析的圓形薄板和仿梨形薄板的無阻尼自由振動方程解，通過實測所得的激勵和響應(yīng)確定了第r階模態(tài)的振型系數(shù)矩陣;對樂器共鳴面板的振動模態(tài)進行分析，結(jié)果表明月琴、阮共鳴面板的各階振動振型

5、基本呈縱軸（順紋理方向，y軸）和橫軸（橫紋理方向，x軸）對稱，而琵琶共鳴面板只呈縱軸對稱，并不成橫軸對稱。
　　4)在民族樂器共鳴用木質(zhì)構(gòu)件的聲學(xué)屬性檢測方法基礎(chǔ)上，綜合、系統(tǒng)地分析反映共鳴構(gòu)件聲學(xué)品質(zhì)的基本參數(shù)。選取可有效表征共鳴用木質(zhì)構(gòu)件聲學(xué)性能的客觀指標(biāo)，通過對琵琶、月琴、阮三種樂器共鳴面板、共鳴構(gòu)件和共鳴箱的表面波傳播速度和琵琶、月琴、阮、二胡四種樂器共鳴面板、共鳴構(gòu)件和共鳴箱的聲輻射強度進行了順紋理方向、斜紋理方向、橫紋

6、理方向測試，探索得出了相應(yīng)的規(guī)律。對于琵琶、月琴、阮三種樂器共鳴面板階段表面波傳播速度和聲輻射強度值最小，共鳴構(gòu)件階段聲輻射強度最大，每種樂器在三個階段的聲輻射強度的走向趨勢一致。共鳴箱階段橫紋理方向表面波傳播速度速度最快，其它方向各有交錯，總體呈現(xiàn)以共鳴箱階段表面波傳播速度值較大為主。二胡共鳴構(gòu)件階段聲輻射強度值最大，但共鳴箱階段三種木材聲輻射強度值與共鳴構(gòu)件階段走向趨勢卻恰好顛倒，原來的最大值此時變?yōu)樽钚≈怠?br>　　系統(tǒng)地研究了