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霸拓年会文选-吴红江:铁板应力分布知识的调律理论推衍及应用5-1铁板应力的分布与音板球面弧度的变化 210712

2021-07-20

霸拓2011年会文选

铁板应力分布知识的调律理论推衍及应用5-1铁板应力的分布与音板球面弧度的变化

文/吴红江(北京乐器研究所)

 

百花齐放、百家争鸣是学术的基本态度。作为学术平台,霸拓推送(并不代表认同)能引发思索的文章。

 

对于西方人,一个问题倘能逻辑地解决,那是够满足的了,而中国人则 不然。纵令一个问题在逻辑上是正确的,还须同时衡之以人情。确实,“近 乎人情”是较胜于“合乎逻辑”的伟大考量。因为一个学理可以根本违反普 通感性而却很合乎逻辑。 ——林语堂

 

吕思清介绍国外的“名琴协会”时曾指出:国外的私人收藏家们都会把 他们收藏的小提琴拿出来借给年轻的音乐家们。他们这样做有两个好处,一 是小提琴只有不断被使用它的音色才会越来越美;二是很多年轻的音乐家苦 于没有好琴用,严重影响了他们的个人发展,从名琴协会借琴不但能为小提 琴保值,还能使音乐家们从中获益。(《吕思清:名琴升值速度快 想成立 名琴协会》,《北京娱乐信报》,2007 年 3 月 25 日)这段话提供了如此信息: 音板需要良好振动才能保持其价值,发挥其真正功能。

什么是良好振动呢?对提琴而言,是高超演奏技术成就的精确音准及良 好泛音产生的共振;对钢琴而言,是铁板应力均衡状态下的相对精确的音准 关系(良好音准曲线)产生的共振。

 

一、铁板应力的分布与音板球面弧度的变化

钢琴的良好共振要以“铁板应力均衡”为前提是因为钢琴的铁板承受巨 大的拉应力和压应力,应力不均衡下的相对精确的音准关系将随着铁板应力 自行趋于均衡的变化趋势而失去,良好共振也将不复存在。

以 UP 为例。根据《钢琴铁板应力测试与分析》(肖巍,《广东乐器世 界》2010 年 6 期),调律后,最大拉应力值和最大压应力值同时发生在同一 区域。第一次调音时,最大拉应力发生在图《UP 铁板应力承受点》中 a 点。 第二次调音时,最大拉应力发生在图中 b 点。图中 c 点高度压应力集中,接 近破坏极限。根据机械设计手册,在此三点区域,如果装配(调律)不得 当,即有因为超过拉应力极限而断裂的可能,又有超过压应力而损坏的危险 (图 6-1)。

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而调律,特别是不规则、大幅度走律之后的调律,无疑是铁板应力的又 一次分布,如果工作不当,也会有铁板损坏或断裂的可能。调律过程中,铁 板所受应力随调律进程而发生变化,如果变化导致 c 点左右两侧铁板所受应 力差值较大,则会对铁板造成损伤,即便当时没有显露出问题,也可能会在 将来的某日发生断裂。图《应力分配不当导致大修后的钢琴铁板断裂》中的 钢琴即是在大修之后 5 年时发生的铁板断裂(图 6-2)。

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铁板应力的分布状况难以感知,其变化趋势却可以通过钢琴的音准状况 加以判断,其均衡分布的状态却可通过利用与铁板密切相关的音板在调律过程中的运动趋势促成。 调律后,铁板应力的变化趋势大致是这样的:在琴弦的作用下,频率提 升时,应力相对增加;频率降低时,应力相对减少(图 6-3)。

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调律后,音板球面弧度的变化趋势大致是这样的:在琴弦的压应力作用 下,频率提升时,音板下沉;频率降低时,音板上隆(图 6-4)。

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(原载《中外乐器信息》《钢琴调律技术及相关基础理论》)