小提琴的振动及声学特性分析研究

摘 要

小提琴的出现已有 300 多年的历史，是自 17 世纪以来西方音乐中最为重要的乐器之一，其制作本身是一门极为精致的艺术。小提琴音色优美，接近人声，音域宽广，表现力强，一直在乐器中占有显著的地位，被称为乐器中的“王后”。本文从理论意义和应用的角度，介绍了小提琴的研究历史和现状，从振动和力学角度研究小提琴的发音机制，旨在揭示小提琴的发音机理以及力学特性与发音效果之间的关系，探索从客观的物理角度评判小提琴的方法。本文对小提琴的结构和主要零件及其声学功能做了理论分析；研究了小提琴弦振动的主要方式，并通过实验对琴码在小提琴发音中起到的重要作用做了阐述，进行了力学分析。

关键词：小提琴；振动；声学；有限元；共鸣箱

目录

摘 要… 1

一、小提琴的研究历史和现状… 3

1.1  小提琴的研究历史… 3

1.2 小提琴研究现状… 3

二、小提琴结构及声学… 4

2.1 小提琴的构造… 4

2.2 小提琴声学… 4

三、小提琴弦振动分析及测力实验… 5

3.1 琴弦的振动特性… 5

3.1.1自由振动… 5

3.1.2强迫振动… 5

3.1.3自激振动… 5

3.1.4参数振动… 5

3.2 琴弦的张力分析… 5

3.3 小提琴测力实验… 6

3.4.1 实验原理和方法… 6

3.4.2 实验方案设计… 6

3.4.3 实验过程与结果… 6

3.4.4 实验分析与结论… 7

四、琴码的力学特性分析… 8

4.1琴码的重要作用… 8

4.2 琴码的力学特性分析… 8

4.2.1 琴码静态受力分析… 8

4.2.2 琴码静态平衡方程的建立… 8

4.3 木材的力学和声学特性… 8

4.3.1 木材的力学特性… 8

4.3.2 木材的声学特性… 9

五、小提琴共鸣箱振动测量实验… 10

5.1 实验原理和方法… 10

5.1.1 压电式加速计的测振原理… 10

5.1.2 小提琴共鸣箱振动测试系统… 10

5.2 实验过程… 10

5.3 实验结果与分析… 11

参考文献：… 12

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