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第0章 绪论1

0．1木材声学的主要研究内容1

0．1．1乐器共鸣板用木材的声学特性研究1

0．1．2基于声学特性的木质材料无损检测研究2

0．1．3建筑中木质材料的声学特性研究3

0．2木材的声振动特性及性能评价3

0．2．1木材的基本振动方式4

0．2．2木材声振动性能的主要指标6

0．2．3乐器共鸣板用木材的声振动性能评价8

0．3乐器共鸣板用木材的声振动特性研究进展11

0．3．1国内研究进展11

0．3．2国外研究进展12

0．3．3合理高效利用乐器共鸣板用木材的重要性16

0．4乐器（钢琴）共鸣板的振动特性研究16

0．5钢琴的结构与声学系统17

0．5．1钢琴的音域18

0．5．2钢琴的结构19

0．5．3钢琴的声学系统22

0．5．4当前我国钢琴行业发展状况24

0．6钢琴声学品质的研究24

0．6．1钢琴声学品质的评价25

0．6．2音乐（钢琴音响效果）对人体生理、心理反应的影响25

0．7本书的主要内容26

0．8本书中术语及代号的说明27

第1章 云杉属木材物理特征与振动特性28

1．1木材声振动特性及物理特征的测定28

1．1．1云杉属木材声振动特性的测定28

1．1．2木材物理特征的测定31

1．2云杉属木材的相对密度与振动特性之间的关系32

1．2．1木材相对密度与动弹性模量、比动弹性模量之间的关系33

1．2．2与木材相对密度相关的比动弹性模量和动力学损耗角正切之间的关系35

1．2．3木材相对密度与E′／G值之间的关系36

1．2．4木材相对密度与tanδ／E′之间的关系37

1．3云杉属木材的结晶度与振动特性之间的关系38

1．3．1云杉属木材结晶度与动弹性模量、比动弹性模量之间的关系38

1．3．2结晶度对云杉属木材振动效率的影响40

1．3．3结晶度对云杉属木材振动品质——音色的影响40

1．4本章小结42

第2章 云杉属木材宏观特征与振动特性44

2．1云杉属木材宏观特征的测定44

2．2云杉属木材的生长轮宽度及其变异与振动特性45

2．2．1木材生长轮宽度与声振动性能参数之间的关系45

2．2．2木材生长轮宽度变异与声振动性能参数之间的关系49

2．3云杉属木材的晚材率及其变异与振动特性56

2．3．1木材晚材率与声振动性能参数之间的关系56

2．3．2木材晚材率变异与声振动性能参数之间的关系59

2．4云杉属木材纵向与径向振动特性参数之间关系的研究67

2．4．1各树种木材纵向和径向振动参数的直观比较67

2．4．2各树种木材纵向和径向振动参数的相关性分析70

2．5本章小结73

第3章 云杉属木材解剖分子形态特征与振动特性75

3．1云杉属木材解剖分子形态特征的测定75

3．1．1木材管胞长度和宽度解剖特征的测定75

3．1．2平均纤丝角的测定75

3．1．3木材胞壁率和管胞直径的测定77

3．1．4木材解剖分子形态特征检测新方法简介77

3．2云杉属木材管胞长度、宽度与振动特性79

3．2．1管胞长度、宽度与动弹性模量、比动弹性模量之间的关系79

3．2．2管胞长度、宽度与声辐射品质常数之间的关系81

3．2．3管胞长度、宽度与动力学损耗角正切、每振动周期能量损耗之间的关系82

3．2．4管胞长度、宽度对云杉属木材振动音色的影响83

3．3云杉属木材管胞壁厚、壁腔比与振动特性84

3．3．1各树种木材管胞的壁厚及其与动弹性模量、比动弹性模量之间的关系84

3．3．2管胞壁厚度与声辐射品质常数之间的关系85

3．3．3管胞壁厚度与动力学损耗角正切、每振动周期能量损耗、声阻抗之间的关系86

3．3．4管胞壁厚度对木材振动音色的影响87

3．3．5各树种木材管胞的壁腔比及其与动弹性模量、比动弹性模量之间的关系88

3．3．6管胞的壁腔比与声辐射品质常数之间的关系90

3．3．7管胞壁腔比与动力学损耗角正切、每振动周期能量损耗、声阻抗之间的关系92

3．3．8管胞壁腔比对木材振动音色的影响93

3．4云杉属木材胞壁率与振动特性93

3．4．1各树种木材细胞的胞壁率及其与动弹性模量、比动弹性模量之间的关系93

3．4．2木材细胞胞壁率与声辐射品质常数之间的关系96

3．4．3木材细胞胞壁率与动力学损耗角正切、每振动周期能量损耗、声阻抗之间的关系96

3．4．4木材细胞的胞壁率对木材振动音色的影响98

3．5云杉属木材纤丝角与振动特性98

3．5．1各树种纤丝角大小的比较及其与动弹性模量、比动弹性模量之间的关系99

3．5．2纤丝角对云杉属木材振动效率的影响100

3．5．3纤丝角对木材振动音色的影响103

3．6本章小结103

第4章 云杉属木材细胞排列方向的FFT图谱解析106

4．1各树种木材管胞径向排列的特征参数106

4．2各树种木材细胞实际排列情况与特征参数的对比108

4．3各树种木材管胞径向排列角度与振动特性参数的关系112

4．4本章小结113

第5章 云杉属木材振动性能的综合评价115

5．1云杉属木材各项性能指标的主成分分析115

5．1．1纵向试件各项性能指标的主成分分析115

5．1．2径向试件各项性能指标的主成分分析119

5．2基于综合评分法的云杉属木材振动性能的比较分析121

5．2．1综合评分法的计算方法121

5．2．2纵向试件振动性能指标的综合评分比较分析121

5．2．3径向试件振动性能指标的综合评分比较分析124

5．3基于综合坐标法的云杉属木材振动性能的比较分析126

5．3．1综合坐标法的计算方法126

5．3．2纵向试件振动性能指标的综合坐标评定值比较分析126

5．3．3径向试件振动性能指标的综合坐标评定值比较分析128

5．4本章小结130

第6章 实际尺寸钢琴共鸣板用木材的振动特性检测与分选132

6．1实际尺寸木材振动特性测定的基础研究132

6．2共鸣板素材的准备133

6．3共鸣板素材的振动性能分选134

6．3．1共鸣板素材振动参数的测定135

6．3．2木材综合振动特性的区分135

6．4本章小结143

第7章 钢琴共鸣板的振动特性144

7．1钢琴共鸣板的制作144

7．2共鸣板振动特性的测定方法144

7．2．1钢琴共鸣板振动模式测定144

7．2．2钢琴音板振动信号响应时间测定146

7．3钢琴共鸣板基本振动理论146

7．4共鸣板振动模态的识别与分析150

7．4．1共鸣板的振动频率归属150

7．4．2共鸣板的弹性模量151

7．4．3共鸣板的纵波传播速度152

7．5共鸣板边部剩余试件的振动性能分析154

7．6肋木对共鸣板振动响应速率的影响156

7．7钢琴音板的振动响应时间分析158

7．8本章小结161

第8章 钢琴音板振动模态的检测与分析163

8．1钢琴音板振动模态检测方法163

8．2钢琴音板的振动模态分析165

8．3钢琴音板的输入阻抗168

8．3．1输入阻抗的概念168

8．3．2输入阻抗的测定方法168

8．3．3钢琴音板的输入阻抗特性曲线169

8．4本章小结172

第9章 钢琴的声学品质评价173

9．1钢琴的制作173

9．2钢琴声学品质的主观评价173

9．2．1主观评价现场环境174

9．2．2主观评价表制定与主观评价原则175

9．2．3演奏曲目、评价专家、演奏者与录音176

9．2．4主观评价的数据分析177

9．3钢琴声学品质的客观评价180

9．3．1音强181

9．3．2音长183

9．3．3动态范围185

9．3．4音色187

9．4钢琴声学品质的心理生理指标评价192

9．4．1心率变异分析192

9．4．2血压变异分析198

9．4．3皮肤温度变化分析200

9．4．4呼吸频率变化分析201

9．5本章小结202

第10章 共鸣板振动参数与钢琴声学品质之间关系的综合分析205

10．1共鸣板的振动参数与主观评价得分之间的关系205

10．1．1共鸣板弹性模量与主观评价得分的相关性分析205

10．1．2共鸣板纵波传播速度与主观评价得分的相关性分析206

10．1．3共鸣板边部斜纹理试件弹性模量与主观评价得分的相关性分析208

10．1．4音板的振动响应时间与主观评价得分的相关性分析209

10．2共鸣板的振动参数与客观评价指标之间的关系210

10．2．1共鸣板弹性模量与客观评价指标的相关性分析210

10．2．2纵波传播速度与客观评价指标的相关性分析212

10．2．3共鸣板边部斜纹理试件弹性模量与客观评价指标的相关性分析213

10．2．4音板的振动响应时间与客观评价指标的相关性分析216

10．3本章小结218

第11章 共鸣板客观评价与共鸣板用材客观选取的总结分析220

11．1钢琴共鸣板振动特性的客观评价220

11．1．1共鸣板的弹性模量220

11．1．2共鸣板的声传播速度220

11．2钢琴音板用木材的客观选取221

11．3本章小结222

第12章 结论223

参考文献227