裂纹长度对泡桐木材声学振动性能的影响

摘要：

乐器音板易出现裂纹,而裂纹会对音板的声学振动性能产生影响.本研究以泡桐木材为对象,人工预制了不同位置、不同长度的裂纹,利用双通道快速傅里叶变换频谱分析仪对裂纹长度为0～4/8L 的端部、中部裂纹的泡桐木材声学振动性能进行检测.发现端部裂纹振动频谱一阶频率不随裂纹长度变化而变化,但高频部分随裂纹出现会出现双峰,且裂纹长度越大,对高频部分影响越大.中部裂纹对振动频谱无明显影响.二至五阶的比动弹性模量(E/ρ)和声辐射品质常数(R)、一至五阶的声阻抗(ω)和动弹性模量与动态刚性模量之比(E/G)以及损耗角正切(tan δ)与端部裂纹长度呈显著的线性相关,一阶的E/ρ 和R 与端部裂纹长度的相关性较弱.当端部裂纹长度为1/8L 时,一阶的E/ρ、R、ω,五阶的E/G 以及tan δ 几乎不产生变化;端部裂纹长度为4/8L 时,四阶的E/ρ、R、ω,一阶的E/G 以及tanδ 变化率最大,分别为-3.0％,-1.3％,-1.7％,8.8％和24.3％.一至四阶的E/ρ 和R、一至五阶的ω和E/G与中部裂纹长度呈显著的线性负相关.当中部裂纹长度为1/8L 时,二阶的E/ρ和ω、三阶的E/G 几乎不产生变化,中部裂纹长度为2/8L 时,二阶的R 几乎不产生变化.中部裂纹长度为3/8L时,一阶的E/ρ、R、E/G 变化率最大,分别为-1.3％,-0.5％和-5.1％;中部裂纹长度为4/8L 时,一阶ω变化率最大,但仅为-0.8％.tan δ 与中部裂纹长度的关系不明显.结果表明:裂纹长度和泡桐木材声学振动性能有较强的规律性,端部、中部裂纹对泡桐木材声学振动性能有不同影响.

关键词：裂纹、泡桐木材、声学振动性能、振动频谱、木制乐器

所属期刊栏目：8

分类号：S781.38(森林采运与利用)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：55-62