了得網工業技術_共鳴板用材的振動特性與鋼琴的聲學品質

內容簡介

雲杉屬、泡桐屬等樹種木材具有優良的聲振動特性，已被廣泛用做樂器和聲學器具的共鳴音板。本書在研究8種雲杉屬木材的構造特征與其振動特性之間的內在關繫的基礎上，研究了4種雲杉屬木材制作的鋼琴共鳴板的振動特性，並對8臺實驗用鋼琴的聲學品質進行了主觀評價、客觀評價及生理指標評價，分析聲學品質評價結果與共鳴板振動特性之間的內在關繫；後，介紹了鋼琴共鳴板的客觀評價方法及共鳴板用材的客觀選取方法。全書追蹤研究了由雲杉屬木材微觀構造特征到鋼琴產品（即雲杉屬木材-共鳴板-音板-鋼琴聲學品質）的整個過程。
本書可供木材科學、樂器學、鋼琴制造、樂器聲學品質評價等領域的工程技術人員、科研人員和高、中等專業院校師生使用與參考。

前言
第0章緒論
0.1 木材聲學的主要研究內容
0.1.1 樂器共鳴板用木材的聲學特性研究
0.1.2 基於聲學特性的木質材料無損檢測研究
0.1.3 建築中木質材料的聲學特性研究
0.2 木材的聲振動特性及性能評價
0.2.1 木材的基本振動方式
0.2.2 木材聲振動性能的主要指標
0.2.3 樂器共鳴板用木材的聲振動性能評價
0.3 樂器共鳴板用木材的聲振動特性研究進展
0.3.1 國內研究進展
0.3.2 國外研究進展
0.3.3 合理高效利用樂器共鳴板用木材的重要性前言
第0章緒論
0.1 木材聲學的主要研究內容
0.1.1 樂器共鳴板用木材的聲學特性研究
0.1.2 基於聲學特性的木質材料無損檢測研究
0.1.3 建築中木質材料的聲學特性研究
0.2 木材的聲振動特性及性能評價
0.2.1 木材的基本振動方式
0.2.2 木材聲振動性能的主要指標
0.2.3 樂器共鳴板用木材的聲振動性能評價
0.3 樂器共鳴板用木材的聲振動特性研究進展
0.3.1 國內研究進展
0.3.2 國外研究進展
0.3.3 合理高效利用樂器共鳴板用木材的重要性
0.4 樂器(鋼琴)共鳴板的振動特性研究
0.5 鋼琴的結構與聲學繫統
0.5.1 鋼琴的音域
0.5.2 鋼琴的結構
0.5.3 鋼琴的聲學繫統
0.5.4 當前我國鋼琴行業發展狀況
0.6 鋼琴聲學品質的研究
0.6.1 鋼琴聲學品質的評價
0.6.2 音樂(鋼琴音響效果)對人體生理、心理反應的影響
0.7 本書的主要內容
0.8 本書中術語及代號的說明
第1章雲杉屬木材物理特征與振動特性
1.1 木材聲振動特性及物理特征的測定
1.1.1 雲杉屬木材聲振動特性的測定
1.1.2 木材物理特征的測定
1.2 雲杉屬木材的相對密度與振動特性之間的關繫
1.2.1 木材相對密度與動彈性模量、比動彈性模量之間的關繫
1.2.2 與木材相對密度相關的比動彈性模量和動力學損耗角正切之間的關繫
1.2.3 木材相對密度與E/G值之間的關繫
1.2.4 木材相對密度與tan/EA之間的關繫
1.3 雲杉屬木材的結晶度與振動特性之間的關繫
1.3.1 雲杉屬木材結晶度與動彈性模量、比動彈性模量之間的關繫
1.3.2 結晶度對雲杉屬木材振動效率的影響
1.3.3 結晶度對雲杉屬木材振動品質——音色的影響
1.4 本章小結
第2章雲杉屬木材宏觀特征與振動特性
2.1 雲杉屬木材宏觀特征的測定
2.2 雲杉屬木材的生長輪寬度及其變異與振動特性
2.2.1 木材生長輪寬度與聲振動性能參數之間的關繫
2.2.2 木材生長輪寬度變異與聲振動性能參數之間的關繫
2.3 雲杉屬木材的晚材率及其變異與振動特性
2.3.1 木材晚材率與聲振動性能參數之間的關繫
2.3.2 木材晚材率變異與聲振動性能參數之間的關繫
2.4 雲杉屬木材縱向與徑向振動特性參數之間關繫的研究
2.4.1 各樹種木材縱向和徑向振動參數的直觀比較
2.4.2 各樹種木材縱向和徑向振動參數的相關性分析
2.5 本章小結
第3章雲杉屬木材解剖分子形態特征與振動特性
3.1 雲杉屬木材解剖分子形態特征的測定
3.1.1 木材管胞長度和寬度解剖特征的測定
3.1.2 平均纖絲角的測定
3.1.3 木材胞壁率和管胞直徑的測定
3.1.4 木材解剖分子形態特征檢測新方法簡介
3.2 雲杉屬木材管胞長度、寬度與振動特性
3.2.1 管胞長度、寬度與動彈性模量、比動彈性模量之間的關繫
3.2.2 管胞長度、寬度與聲輻射品質常數之間的關繫
3.2.3 管胞長度、寬度與動力學損耗角正切、每振動周期能量損耗之間的關繫
3.2.4 管胞長度、寬度對雲杉屬木材振動音色的影響
3.3 雲杉屬木材管胞壁厚、壁腔比與振動特性
3.3.1 各樹種木材管胞的壁厚及其與動彈性模量、比動彈性模量之間的關繫
3.3.2 管胞壁厚度與聲輻射品質常數之間的關繫
3.3.3 管胞壁厚度與動力學損耗角正切、每振動周期能量損耗、聲阻抗之間的關繫
3.3.4 管胞壁厚度對木材振動音色的影響
3.3.5 各樹種木材管胞的壁腔比及其與動彈性模量、比動彈性模量之間的關繫
3.3.6 管胞的壁腔比與聲輻射品質常數之間的關繫
3.3.7 管胞壁腔比與動力學損耗角正切、每振動周期能量損耗、聲阻抗之間的關繫
3.3.8 管胞壁腔比對木材振動音色的影響
3.4 雲杉屬木材胞壁率與振動特性
3.4.1 各樹種木材細胞的胞壁率及其與動彈性模量、比動彈性模量之間的關繫
3.4.2 木材細胞胞壁率與聲輻射品質常數之間的關繫
3.4.3 木材細胞胞壁率與動力學損耗角正切、每振動周期能量損耗、聲阻抗之間的關繫
3.4.4 木材細胞的胞壁率對木材振動音色的影響
3.5 雲杉屬木材纖絲角與振動特性
3.5.1 各樹種纖絲角大小的比較及其與動彈性模量、比動彈性模量之間的關繫
3.5.2 纖絲角對雲杉屬木材振動效率的影響
3.5.3 纖絲角對木材振動音色的影響
3.6 本章小結
第4章雲杉屬木材細胞排列方向的FET圖譜解析
4.1 各樹種木材管胞徑向排列的特征參數
4.2 各樹種木材細胞實際排列情況與特征參數的對比
4.3 各樹種木材管胞徑向排列角度與振動特性參數的關繫
4.4 本章小結
第5章雲杉屬木材振動性能的綜合評價
5.1 雲杉屬木材各項性能指標的主成分分析
5.1.1 縱向試件各項性能指標的主成分分析
5.1.2 徑向試件各項性能指標的主成分分析
5.2 基於綜合評分法的雲杉屬木材振動性能的比較分析
5.2.1 綜合評分法的計算方法
5.2.2 縱向試件振動性能指標的綜合評分比較分析
5.2.3 徑向試件振動性能指標的綜合評分比較分析
5.3 基於綜合坐標法的雲杉屬木材振動性能的比較分析
5.3.1 綜合坐標法的計算方法
5.3.2 縱向試件振動性能指標的綜合坐標評定值比較分析
5.3.3 徑向試件振動性能指標的綜合坐標評定值比較分析
5.4 本章小結
第6章實際尺寸鋼琴共鳴板用木材的振動特性檢測與分選
6.1 實際尺寸木材振動特性測定的基礎研究
6.2 共鳴板素材的準備
6.3 共鳴板素材的振動性能分選
6.3.1 共鳴板素材振動參數的測定
6.3.2 木材綜合振動特性的區分
6.4 本章小結
第7章鋼琴共鳴板的振動特性
7.1 鋼琴共鳴板的制作
7.2 共鳴板振動特性的測定方法
7.2.1 鋼琴共鳴板振動模式測定
7.2.2 鋼琴音板振動信號響應時間測定
7.3 鋼琴共鳴板基本振動理論
7.4 共鳴板振動模態的識別與分析
7.4.1 共鳴板的振動頻率歸屬
7.4.2 共鳴板的彈性模量
7.4.3 共鳴板的縱波傳播速度
7.5 共鳴板邊部剩餘試件的振動性能分析
7.6 肋木對共鳴板振動響應速率的影響
7.7 鋼琴音板的振動響應時間分析
7.8 本章小結
第8章鋼琴音板振動模態的檢測與分析
8.1 鋼琴音板振動模態檢測方法
8.2 鋼琴音板的振動模態分析
8.3 鋼琴音板的輸人阻抗
8.3.1 輸入阻抗的概念
8.3.2 輸入阻抗的測定方法
8.3.3 鋼琴音板的輸入阻抗特性曲線
8.4 本章小結
第9章鋼琴的聲學品質評價
9.1 鋼琴的制作
9.2 鋼琴聲學品質的主觀評價
9.2.1 主觀評價現場環境
9.2.2 主觀評價表制定與主觀評價原則
9.2.3 演奏曲目、評價專家、演奏者與錄音
9.2.4 主觀評價的數據分析
9.3 鋼琴聲學品質的客觀評價
9.3.1 音強
9.3.2 音長
9.3.3 動態範圍
9.3.4 音色
9.4 鋼琴聲學品質的心理生理指標評價
9.4.1 心率變異分析
9.4.2 血壓變異分析
9.4.3 皮膚溫度變化分析
9.4.4 呼吸頻率變化分析
9.5 本章小結
第10章共鳴板振動參數與鋼琴聲學品質之間關繫的綜合分析
10.1 共鳴板的振動參數與主觀評價得分之間的關繫
10.1.1 共鳴板彈性模量與主觀評價得分的相關性分析
10.1.2 共鳴板縱波傳播速度與主觀評價得分的相關性分析
10.1.3 共鳴板邊部斜紋理試件彈性模量與主觀評價得分的相關性分析
10.1.4 音板的振動響應時間與主觀評價得分的相關性分析
10.2 共鳴板的振動參數與客觀評價指標之間的關繫
10.2.1 共鳴板彈性模量與客觀評價指標的相關性分析
10.2.2 縱波傳播速度與客觀評價指標的相關性分析
10.2.3 共鳴板邊部斜紋理試件彈性模量與客觀評價指標的相關性分析
10.2.4 音板的振動響應時間與客觀評價指標的相關性分析
10.3 本章小結
第11章共鳴板客觀評價與共鳴板用材客觀選取的總結分析
11.1 鋼琴共鳴板振動特性的客觀評價
11.1.1 共鳴板的彈性模量
11.1.2 共鳴板的聲傳播速度
11.2 鋼琴音板用木材的客觀選取
11.3 本章小結
第12章結論
參考文獻

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第2章雲杉屬木材宏觀特征與振動特性
雲杉屬木材具有優良的聲振動性能，但由於各樹種木材之間內部結構不同，其性質也有很大的差異。不僅如此，天然生長的木材即使同一樹種，往往因生長條件的變化而影響其結構的變化，這樣就使得各株甚至於同株內的不同位置的材性的變化也很大。這些都給樂器共鳴板用木材的選材工作帶來了一定的困難。
木材生長輪的寬度和晚材率是木材宏觀構造上的兩個重要指標，通過對生長輪的分析，可以預測木材的許多材性指標。生長輪寬和晚材率受樹種、樹齡及生長條件的影響很大。通常在同一株樹中，生長輪的徑向分布為：越靠近髓心，生長輪越寬；越靠近樹皮，生長輪越窄（李堅和欒樹傑，1993）。由於木材的生長輪寬度和晚材率與其彈性和聲學性質密切相關，國內、外制琴師和有關技術人員在選材時常以此作為選擇音板用材的基本依據。
2.1 雲杉屬木材宏觀特征的測定
在本書中，主要選擇生長輪寬度和晚材率兩項木材宏觀特征指標．木材生長輪寬度和晚材率的測定遵照下面的方法進行。
……

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