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轴向压缩载荷下的音板木材振动和声学响应特性研究

2021-12-20翟学勇苗媛媛王秀雅尹玉雪刘镇波

振动与冲击 2021年23期
关键词:振动

翟学勇,苗媛媛,王秀雅,万 珂,尹玉雪,刘镇波

(1.东北林业大学 生物质材料科学与技术教育部重点实验室,哈尔滨 150040;2.东北林业大学 木质新型材料教育部工程研究中心,哈尔滨 150040)

作为音源的音板对乐器发声具有至关重要的作用,在制作音板时,对木材取材部位、纹理方向及含水率等有严格的要求,以保证其优良的声学性能[1-2],在树种上,传统民族乐器和钢琴等音板一般选择泡桐、鱼鳞云杉等树种木材。为评价木材振动和声学性能的优劣,学者们引入振动声学参数,如比动弹性模量、声阻抗等。音板在装配中会被施加约束,同时会被施加轴压缩载荷[3],轴向压缩载荷使音板产生预应力以及微观构造的改变,从而对其声学特性产生影响,因此研究轴压载荷对音板木材的振动和声学特性的影响是非常必要的。

以往学者们进行木材声学特性研究时,大多基于梁的振动法,将材料置于自由状态下,利用弹性材料支撑节点位置或利用弹力绳吊装材料,测定其振动频谱,并计算得出其振动声学特性参数[4-7]。虽然这种方法可以较为快速、方便地测定不同尺寸音板木材在自由状态下的声学特性,但忽略了音板木材在乐器中受到复杂应力这一情况。众所周知,在轴向力作用下木材的微观结构会发生变化[8-9],所以基于自由边界条件下测定音板木材的振动和声学特性并不能完全反映音板木材在乐器产品中的实际状态。

在国内外,不论是新型材料还是传统材料,对其振动和声学性能的研究依然受到学者们的关注,而评价其声学性能时,均是使木材处于自由状态的条件下进行测定[10-15]。……

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