张 军，赵林玉，罗德昌

(1.安徽理工大学人工智能学院，安徽省淮南市泰丰大街168号 232001；2.安徽理工大学机械工程学院，安徽省淮南市泰丰大街168号 232001)

弦类乐器是依靠琴弦振动来的发声，并借助于共鸣箱加以放大。国内外学者对弦类乐器的发声原理进行了很多研究，Ahmed,SA等[1]人通过研究乐器材料在不同的湿度环境下对乐器振动特性的影响；Debut V等[2]人建立吉他的模型，对模型进行弦的张力计算和共鸣箱的有限元分析。Kusumaningtyas I等[3]人研究不同前面板材料下的吉他的声学特性，发现培东竹作为吉他前面板的材料最合适。国内学者陈超[4]对吉他进行实验研究，将实验与有限元结果进行了比较，说明了声音采集系统的可靠性；矫盼盼[5]搭建双高速相机非接触式光学测量系统，测量在拨弦状态下吉他标定点的琴弦上的振动特性，证明了缠弦振动衰减缓慢。

压电阻抗技术的应用领域主要在结构损伤识别和结构健康检测上。为验证该技术在乐器领域研究的可行性，文中通过有限元分析软件对吉他共鸣箱音孔大小、共鸣箱的前面板厚度及材料和弦的张力、直径、有效长度进行变量控制，分析得出这些变量对吉他本身的影响，可以靠这些变量进行结构优化，然后搭建吉他的压电阻抗和声学实验进行模态频率验证，最后应用各弦的模态频率进行弦直径的预测，得出压电阻抗技术可以用于改善吉他的振动特性的结论。

1 压电阻抗技术(简称EMI技术)

1.1 结构压电耦合电阻抗原理

压电效应是压电材料在电场的作用下发生极化现象，内部电荷发生移动。……