全 文 ：第 wv卷 第 {期
u s s z年 { 月
林 业 科 学
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㸻qou s s z
实际尺寸乐器音板用云杉属木材的声学振动特性
刘镇波t 沈 隽t 刘一星t 刘 明t 张华君u 商继红u
kt1 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室 哈尔滨 txssws ~ u1 四川省川雅木业有限公司 成都 ytststl
摘 要 } 以生产中使用的实际尺寸乐器音板用云杉属木材为研究对象 o应用基于打击音的快速傅里叶变换分析
的振动方法测定远东红皮云杉 !长白鱼鳞云杉 !西藏林芝云杉 !美国西加云杉声学振动特性 ∀采用综合坐标法与综
合评分法对不同树种的长度 Λ [ t wss °°样本空间 !ˁ t wss °°样本空间及不同树种分别组成样本空间进行综
合振动性能分析 o得出此次试验样本的综合振动性能优劣顺序基本为 }西藏林芝云杉 长白鱼鳞云杉 远东红皮
云杉 美国西加云杉 o而且这 u种综合分析方法的结果具有显著相关性 ∀结果表明 }可应用本研究方法评价乐器
音板用木材的综合振动性能 ∀
关键词 } 乐器 ~音板 ~木材 ~振动特性
中图分类号 }≥z{t1v{ 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszls{ p stss p sy
收稿日期 }ussy p su p ts ∀
基金项目 }国家自然科学基金项目kvsvzttu{l o东北林业大学青年科研基金项目 ∀
Αχουστιχ ςιβρατιον Προπερτψ οφ Φυλλ2Σιζε Σπρυχε Ωοοδ
Σουνδβοαρδ οφ ΜυσιχαλΙνστρυµεντσ
¬∏«¨ ±¥²t ≥«¨ ±∏±t ¬∏≠¬¬¬±ªt ¬∏ ¬±ªt «¤±ª ‹∏¤­∏±u ≥«¤±ª¬«²±ªu
kt q ΚεψΛαβορατορψοφ Βιο2Βασεδ ΜατεριαλΣχιενχε ανδ Τεχηνολογψοφ Μινιστρψοφ Εδυχατιον o Νορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβιν txssws ~
u1 Χηυανψα ΤιµβερΙνδυστρψ Χο qo Λτδ q οφ Σιχηυαν Προϖινχε Χηενγδυ ytststl
Αβστραχτ } ƒ²µ©²µ°¨ µµ¨¶¨¤µ¦«¨¶º¨ µ¨ ©²¦∏¶¬±ª²±·«¨ ¶°¤¯ 2¯¶¬½¨ º²²§¶¤°³¯ ¶¨o·«¬¶³¤³¨µ¶·∏§¬¨§²±·«¨ ¤¦²∏¶·¬¦√¬¥µ¤·¬²±
³µ²³¨µ·¼²©©∏¯¯ 2¶¬½¨ ¶³µ∏¦¨ º²²§¶²∏±§¥²¤µ§²© °∏¶¬¦¤¯ ¬±¶·µ∏°¨ ±·¶¥¼ ±¤·∏µ¤¯ ©µ¨ ∏´¨±¦¼ °¨ ¤¶∏µ¨°¨ ±·¶¼¶·¨° ²©©¤¶·ƒ²∏µ¬¨µ
·µ¤±¶©²µ° kƒƒ×l q≥³¨¦¬¨¶¬±¦¯∏§¨§ Πιχεα γλεηνιι o Πqϕεζοενσισo Πq λικιανγενσισ ¤±§ Πq σιτχηενσισq׫¨ ¼ º¨ µ¨ §¬√¬§¨§¬±·²
·«µ¨¨¶¨³¤µ¤·¨ªµ²∏³¶µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ qŒ±·«¨ ©¬µ¶·ªµ²∏³o·«¨ ¯¨ ±ª·«²©¶¤°³¯¨º¤¶¯ ¶¨¶·«¤±²µ¨ ∏´¤¯ ·²t wss °° kΛ[ t wss °°l q
Œ±·«¨ ¶¨¦²±§o·«¤·º¤¶°²µ¨·«¤±t wss °°kˁ t wss °°l q׫¨ ·«¬µ§²±¨ º¤¶¶¬±ª¯¨¶³¨¦¬¨¶q׫¨ √¬¥µ¤·¬²± ³µ²³¨µ·¼ ²© ¤¨¦«
¶¤°³¯¨ªµ²∏³º¤¶ √¨¤¯∏¤·¬±ª¥¼ ¦²°³µ¨«¨ ±¶¬√¨ ¦²²µ§¬±¤·¨ °¨ ·«²§¤±§¦²°³µ¨«¨ ±¶¬√¨ °¤µ®¬±ª °¨ ·«²§q׫¨ ¦¯¤¶¶¬©¬¨§ ∏´¤¯¬·¼ ²©
·«¨ ¶³¨¦¬¨¶º¤¶µ¤±®¨ §} Πq λικιανγενσισ  Πq ϕεζοενσισ  Πq γλεηνιι  Πq σιτχηενσισq ²µ¨²√¨ µo¬·¶«²º¨ §¤¶¬ª±¬©¬¦¤±·
¦²µµ¨ ¤¯·¬²± ¥¨·º¨ ±¨ ·«¨ µ¨¶∏¯·¶²©·«¨¶¨ ·º² ¶·¤·¬¶·¬¦¶ °¨ ·«²§¶qŒ·¬±§¬¦¤·¨§·«¤··«¨ °¨ ·«²§¦²∏¯§ ¥¨ ¶∏¬·¤¥¯¨©²µ √¨¤¯∏¤·¬±ª
√¬¥µ¤·¬²± ³µ²³¨µ·¬¨¶©²µ°∏¶¬¦¤¯ ¬±¶·µ∏°¨ ±·¶²∏±§¥²¤µ§¬±µ¨¤¯ ³µ²§∏¦·¬²±q
Κεψ ωορδσ} °∏¶¬¦¤¯ ¬±¶·µ∏°¨ ±·~¶²∏±§¥²¤µ§~º²²§~√¬¥µ¤·¬²± ³µ²³¨µ·¼
为了解木材的声学振动特性 o以给乐器音板的生产提供科学依据 o相关的科学工作者开展了大量的研究
工作 ∀在国内 o木材的声学振动特性研究始于 us世纪 ys年代 o李源哲等kt|yul采用声波激发试样振动的方
法就我国 vt种主要树种木材的声学性能进行了研究 ∀us世纪 |s年代初期 o张辅刚kt||s¤~t||s¥l详细介绍
了乐器用材的声学性质 !乐器用材的选择 !锯切方法 !民族乐器用材 !乐器用材的自然干燥及木材防裂防变形
与代用等 o为木材行业及乐器生产企业的生产奠定了理论基础 ∀近几年 o刘一星等kusst¤~usst¥l !沈隽
kusstl !沈隽等kusst ~ussul比较全面 !系统地研究了 {种云杉属木材的声振动特性 o分析了各声学参数变异
规律 !相互间联系 o揭示了云杉属木材各种构造因子对振动性能产生的影响 ∀国外研究以日本为主 o主要研
究成果可分为乐器用木材振动特性方法的研究 !振动参数之间相互关系的研究以及乐器音板用木材的选取 !
特性比较研究 !木材特殊处理对振动特性参数影响的研究等几个方面 ∀由于资源濒临枯竭 o近年国外学者结
合新型复合材料的研究成果开展了传统乐器音板用木材的替代材料研究k‘²µ¬°²·²ot|{u ~ ‘²¥∏²ot|{{ ~
≠²¶«¬·¤®¤ ετ αλqot||y ~ ‹¤¬±¨ ¶ ετ αλqot||y ~× µ¨∏¤®¬ετ αλqoussw ~≤«¤¯²¤°³²¯ ετ αλqoussxl ∀
从以往的研究看 o主要的研究成果是针对 vss °° ≅ us °° ≅ ts °°大小或尺寸与此接近的实验室用试
件所取得的 o对大尺寸试件的研究却很少 o但在音板的实际生产中 o使用的都是大尺寸的试件 o其尺寸长可达
u sss °° !宽可达 tus °°以上 ∀为结合生产实际 o有必要针对实际尺寸的乐器音板用木材的声学振动特性
开展研究 ∀本文主要是采用基于打击音的快速傅里叶变换kƒƒ×l分析的振动方法对实际生产中的乐器音板
用木材的振动特性进行检测 o并运用综合分析方法分析比较常用于制作乐器音板的几种木材的振动特性 o以
期为乐器音板的生产及提高乐器音板的质量与档次提供借鉴和指导 ∀
t 材料与方法
111 试验材料
由钢琴音板的配板师挑选出适合于制作钢琴音板的木材作为试验试件 ∀试件的树种为适合于制作乐器
音板的远东红皮云杉k Πιχεα γλεηνιιl !长白鱼鳞云杉k Πqϕεζοενσισl !西藏林芝云杉k Πq λικιανγενσισl !美国西加
云杉k Πq σιτχηενσισl ∀将试验试件放置在温度 us ε !相对湿度 yx h的恒温恒湿室中平衡处理 o处理时间为 y
个月 ∀试验试件均为锯切后的板材 o其尺寸及密度见表 t ∀
表 1 板材试件的尺寸与密度
Ταβ . 1 ∆ιµενσιον ανδ δενσιτψ οφ σαµ πλεσ
序号
‘²q
树种
≥³¨¦¬¨¶
产地
°µ²§∏¦¬±ª¤µ¨¤
样本数
‘∏°¥¨µ²©
¶¤°³¯¨
样本长度范围
•¤±ª¨ ²©
¯¨ ±ª·«Π°°
样本宽度范围
•¤±ª¨ ²©
º¬§·«Π°°
样本厚度范围
•¤±ª¨ ²©
·«¬¦®±¨ ¶¶Π°°
样本气干密度范围
•¤±ª¨ ²©¤¬µ2§µ¬¨§
§¨±¶¬·¼Πkª#¦°pvl
t 远东红皮云杉Πq γλεηνιι
俄国共青城
Ž²°¶²°²¯¶®¬± •∏¶¶¬¤ {s ys ∗ txs tt1s ∗ tv1x s1vzx ∗ s1xwu
u 长白鱼鳞云杉Πqϕεζοενσισ
长白山脉
≤«¤±ª¥¤¬²∏±·¤¬± zs wss ∗ u wss y{ ∗ ts{ ts1s ∗ tv1t s1vzu ∗ s1wyz
v 西藏林芝云杉Πqλικιανγενσισ
西藏波密
…²°¬²©×¬¥¨· yv zw ∗ tx{ ts1z ∗ tu1x s1vux ∗ s1xyu
w 美国西加云杉Πq σιτχηενσισ
北美夏洛特岛
„°¨ µ¬¦¤ xt {z ∗ tux tu1u ∗ tu1y s1v{x ∗ s1ww|
图 t 共振频率测定试验原理图
ƒ¬ªqt × ¶¨·³µ¬±¦¬³¯¨¦«¤µ·²©µ¨¶²±¤±·©µ¨ ∏´¨±¦¼ ° ¤¨¶∏µ¬±ª
112 振动参数检测
t1u1t 振动频率的测定 试验试件振动频率测定的试验
原理如图 t所示 ∀在木材试件对应的振动频率节点处用
泡沫将其支撑起 o将高灵敏度 !宽频带 !低噪声的微音器
置于试件一端 o然后转动端部带有转轴的刀片以敲击试
件的另一端或中部的上面 ∀微音器将采集到的信号经放
大 !滤波后传到 ƒƒ×分析仪进行解析 o得到共振频率 ∀由
所测得的共振频率可计算动弹性模量 o进而计算表征木
材振动特性的主要参数比动弹性模量 !声辐射阻尼 !声阻
抗等 ∀
t1u1u 剪切模量的测定 本试验中 o剪切模量由表面波
图 u 剪切模量测定试验原理图
ƒ¬ªqu × ¶¨·³µ¬±¦¬³¯¨¦«¤µ·²©¶«¨¤µ°²§∏¯∏¶° ¤¨¶∏µ¬±ª
传播试验测得 ∀表面波传播试验原理如图 u所示 ∀在木
材试件对应的基频振动节点处ks1uuwΛl用泡沫将其支撑
起 o将传感器固定在试件的两端 o然后转动端部带有转轴
的刀片以敲击试件的一端 o试件的另一端捕捉表面波 o触
发信号与接收信号经高精度传感器传到 ƒƒ×分析仪进行
解析 o得到时间差 ∀利用式ktl计算出试件的剪切模量
k胡英成 ousswl
Γ € Θςu ∀ ktl
由动弹性模量与剪切模量可计算表征乐器音板音色的物理量主要有动弹性模量 Ε与动态刚性模量 Γ
之比 ΕΠΓk李坚 oussul ∀
本试验在四川省川雅木业有限公司完成 o所选用的试件均选自该公司 ∀
tst 第 {期 刘镇波等 }实际尺寸乐器音板用云杉属木材的声学振动特性
u 结果与分析
目前 o综合评定的方法主要采用综合坐标法和综合评分法 u种 o本文分别用这 u种方法对远东红皮云
杉 !长白鱼鳞云杉 !西藏林芝云杉 !美国西加云杉 w个树种进行声学振动特性综合分析 ∀要特别说明的是 }应
用综合坐标法和综合评分法所得到的综合分析结果均是针对本次试验所选用的试件而言k在以下分析中不
另做说明l ∀由本次试验选用的试材所制作的音板 o在配板时 ovs h左右的板材长度大于 t wss °° o同时为保
证每个样本空间都有一定数量的样本 o并尽量使每个样本空间的各项指标平均值比较接近 o将每个树种的试
样分成 u个样本空间 o第一样本空间的试件长度 Λ [ t wss °° ~第二样本空间的试件长度 ˁ t wss °° ~再
将每个树种的总体合并成一个样本空间 ∀不同样本空间各项指标平均值如表 u所示 ∀从表 u中可以看出 o
除长度外的其他指标值 o在同一树种的不同样本空间上一般都比较接近 o这在一定程度上为分析结果的可靠
性提供了保证 ∀
表 2 不同样本空间各项指标平均值 ≠
Ταβ . 2 Τηε αϖεραγε ϖαλυε οφ παραµετερσιν διφφερεντ σαµ πλε σπαχεσ
编号
‘²q
样本数
‘∏°¥¨µ²©
¶¤°³¯¨
平均长度
„√¨ µ¤ª¨
¯¨ ±ª·«Π°°
平均宽度
„√ µ¨¤ª¨
º¬§·«Π°°
平均厚度
„√ µ¨¤ª¨
·«¬¦®±¨ ¶¶Π°°
平均气
干密度
„√¨ µ¤ª¨ ¤¬µ2
§µ¬¨§§¨±¶¬·¼Π
kª#¦°vl
动弹性
模量kΕl
⁄¼±¤°¬¦
°²§∏¯∏¶²©
¨¯¤¶·¬¦¬·¼Π
Š°¤
动态剪切
模量kΓl
⁄¼±¤°¬¦
°²§∏¯∏¶²©
µ¬ª¬§¬·¼Π
Š°¤
比动弹性
模量kΕΠΘl
•¤·¬²²© Ε
·²§¨±¶¬·¼
动弹与动
态剪切模
量之比kΕΠΓl
•¤·¬²²©
Ε·² Γ
声辐射阻
尼系数kΡl
⁄¤°³¬±ª²©
¶²∏±§
µ¤§¬¤·¬²±Π
k°v#°¤pt#¶pvl
声阻抗kΞl
• ¶¨¬¶·¤±¦¨
²©¶²∏±§Π
k°¤#¶#°ptl
„ {s t yx{1{ ||1{ tu1y s1wu| tv1uxz s1yut vs1|us ut1||| tv1suu u1v{v
„t uv |x|1| tsu1s tu1z s1wvv tu1|su s1yw{ u|1{vz us1zx| tu1yz{ u1vyt
„u xz t |ws1{ ||1s tu1y s1wuz tv1wss s1yts vt1vxz uu1w|| tv1tys u1v|u
… zs t swv1t {y1t ts1{ s1v|x tt1w|z s1xvy u|1swu uu1yu| tv1yyz u1tuz
…t w| z{z1y {x1| ts1{ s1v|t tt1szx s1xtx u{1uvt uu1zvy tv1x|{ u1szz
…u ut t yv|1v {y1x ts1| s1wsw tu1w{v s1x{y vs1|vw uu1v{s tv1{uz u1uww
≤ yv t {zt1z ts{1z tt1w s1wvx tv1txs s1xyw vs1tuv uv1yys tu1y|z u1v{{
≤t ts t usz1z tt{1y tt1v s1wwx tv1ytz s1xyu vs1xvu uw1{uw tu1wyt u1wyt
≤u xv t ||y1| tsy1| tt1w s1wvv tv1syu s1xyw vs1swy uv1wws tu1zwu u1vzw
⁄ xt t yvz1t tty1u tu1w s1wvu tt1ut| s1xz{ ux1|z{ us1tww tt1{|z u1t|{
⁄t tw ztz1z tuu1w tu1w s1wv| ts1xsx s1xv{ uw1ssz ut1v{t tt1uzw u1twu
⁄u vz t |{x1t ttv1| tu1w s1wvs tt1w{| s1x|w uy1zuw t|1yzy tu1tvu u1ut|
≠字母 „ !… !≤ !⁄分别表示树种远东红皮云杉 !长白鱼鳞云杉 !西藏林芝云杉 !美国西加云杉的样本空间 ~ „t !…t !≤t !⁄t分别表示不同树
种中长度 Λ [ t wss °°的试件组成的样本空间 ~„u !…u !≤u !⁄u分别表示不同树种中长度 ˁ t wss °°的试件组成的样本空间 ∀下同 ∀ „ o…o
≤ o⁄¬¶·«¨ ¶¤°³¯¨¶³¤¦¨ ²© Πq γλεηνιι o Πqϕεζοενσισo Πqλικιανγενσισo Πq σιτχηενσισ µ¨¶³¨¦·¬√¨¯¼ q„t o…t o≤t o⁄t ¤µ¨ ·«¨ ¶¤°³¯¨¶³¤¦¨ ²© Λ [ t wss °°
²©§¬©©¨µ¨±·¶³¨¦¬¨¶q„u o…u o≤u o⁄u ¤µ¨ ·«¨ ¶¤°³¯¨¶³¤¦¨ ²© ˁ t wss °° ²©§¬©©¨µ¨±·¶³¨¦¬¨¶q׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
211 综合坐标法
综合坐标法是在试验研究的基础上提出的一种分析木材综合性能的方法 o此方法以计算得出的木材各
项性能指标的综合坐标指数为基础进行 o根据实际应用时的需要 o可以对性能指标配以权重因子 o最终根据
综合坐标评定值 πι 评价 oπι 值越小越好 ∀
综合坐标法的计算步骤为 }
tl 将试验值列成原始数据矩阵kαιϕl µ ≅ ν o其中 αιϕ为第ϕ个指标的第 ι组的坐标值kι € t ou o, oµ ~ϕ€ t o
u o, oνl ∀
ul 每项指标值均与该项指标中的最大值比较 o得出相应位置上的相对值
βιϕ € αιϕА¤¬αιϕ okι € t ou o, oµl ∀ kul
vl 计算距离平方值 πuι
πuι € Ε Κϕkt p βιϕlukϕ € t ou o, oνl o kvl
式中 } Κϕ为权重因子值 ~ πι 为坐标综合评定值 ∀ πι 值遵循坐标评定值越小越好的原则 ∀
根据前人研究成果及本试验的实际条件 o以比动弹性模量 !声阻抗 !声辐射阻尼系数 !表征音色的 ΕΠΓ
及木材密度等指标作为因子 ∀权重因子的分配主要是从各项性能指标对木材声学振动特性的影响程度大小
来综合考虑的 o其具体大小见文献k沈隽 ousstl o如表 v所示 ∀其中声阻抗 Ξ以负向贡献方式代入计算 ∀分
ust 林 业 科 学 wv卷
析结果如图v所示 ∀
表 3 5 项性能参数的权重
Ταβ . 3 Τηε ωειγηινγ χοεφφιχιεντσ οφ
φιϖε προπερτψ παραµετερσ
密度 ⁄¨ ±¶¬·¼ ΕΠΘ ΕΠΓ Ρ Ξ
s1tv s1ws s1us s1us s1sz
从图 v看出 ow种树种样本空间的综合振动性能优劣顺序为 }
≤  … „  ⁄o即在本次试验试样中 o西藏林芝云杉最好 o美国西加
云杉较差 ∀对于 Λ [ t wss °°的样本空间 }≤t  …t  „t  ⁄t o这
一顺序与树种样本空间一致 ∀对于 ˁ t wss °°的样本空间 }…u
 „u  ≤u  ⁄u o该顺序与树种样本空间及 Λ [ t wss °°的样本空
间有一定差别 ∀因此 o从综合坐标法分析结果得出 }西藏林芝云杉的综合振动性能最好 o美国西加云杉的最
差 o而远东红皮云杉与长白鱼鳞云杉的综合振动性能比较接近 o介于西藏林芝云杉 !美国西加云杉之间 ∀
图 v 不同样本空间的综合坐标值
ƒ¬ªqv ≤²°³µ¨«¨ ±¶¬√¨ ¦²²µ§¬±¤·¨ √¤¯∏¨ ²©§¬©©¨µ¨±·¶¤°³¯¨¶³¤¦¨¶
为说明 ˁ t wss °°样本空间的
排序与树种样本空间及 Λ [ t wss °°
样本空间的差别 o分别分析了k„ !… !
≤l !k„t !…t !≤tl及k„u !…u !≤ul内各个
指标的差异k⁄!⁄t !⁄u都是排在最后 t
位 o因此分析时不含 ⁄l ∀结果表明 }
„u !…u !≤u间的各项指标值最接近 o而
„ !… !≤间及 „t !…t !≤t间的指标值变
化均要大一些 o正是由于 „u !…u !≤u间
的各项指标值最接近 o不易区分出好
与差 o导致了 „u !…u !≤u的排序可能会
不同于 „ !… !≤或 „t !…t !≤t ∀
以往的研究普遍认为西加云杉的综合振动性能最好k沈隽 ousstl o而从表 u中反映木材声振动性能的参
数指标可以看出 }本试验所用的西加云杉的比动弹性模量k ΕΠΘl最小 !声辐射阻尼系数k Ρl !动弹性模量与动
态剪切模量之比k ΕΠΓl也最小 !声阻抗k Ξl相对较大 ∀而木材若要具有好的声振动性能 o则需要大的比动弹
性模量k ΕΠΘl !声辐射阻尼系数k Ρl !动弹性模量与动态剪切模量之比k ΕΠΓl及小的声阻抗k Ξl ∀
212 综合评分法
综合评分法是在试验研究的基础上提出的一种分析木材综合性能的方法 o此方法以最高分为 tss分 !最
低分为 ys分做基础进行 o根据实际应用时的要求 o可以对性能指标配以权重因子 o最终用综合得分来确定各
树种木材的综合性能的顺序 ∀
综合评分法的计算步骤为 }
tl 将试验值列成原始数据矩阵kαιϕl µ ≅ ν o其中 αιϕ为第ϕ个指标的第 ι组的坐标值kι € t ou o, oµ ~ϕ€ t o
u o, oνl ∀
ul 在每项指标中 o将最大值 Ξ°¤¬定为 tss分 o最小值 Ξ°¬±定为 ys分 o则 }
正向贡献因子
βιϕ € ys n kαιϕ p Ξ°¬±l ≅ wsΠk Ξ°¤¬ p Ξ°¬±l o kι € t ou o, o µl o kwl
负向贡献因子
βιϕ € ys n k Ξ°¤¬ p αιϕl ≅ wsΠk Ξ°¤¬ p Ξ°¬±l o kι € t ou o, o µl kxl
vl 计算综合得分值 Πι
Πι € Ε Κϕ ≅ βιϕkϕ € t ou o, oνl o kyl
式中 } Κϕ为权重因子值 ~ Πι 为综合得分值 ~ βιϕ为某项指标得分值 ∀
根据综合得分值 Πι 评价 o其值越大越好 o这与综合坐标法正好相反 ∀在计算综合得分值 Πι 时 o同样利
用权重因子的不同分配比率 o权重因子的取值与综合坐标法相同 ∀分析结果如图 w所示 ∀
从图 w中看出 ow种木材的综合振动性能优劣顺序为 }≤  „  …  ⁄o即西藏林芝云杉最好 o美国西加云
杉较差 ∀对于 Λ [ t wss °°的样本空间 }≤t  …t  „t  ⁄t ∀对于 ˁ t wss °°的样本空间 }„u  …u  ≤u 
⁄u o这一顺序与树种样本空间及 Λ [ t wss °°的样本空间有一定差别 ∀与综合坐标法相比较 ow树种的综
vst 第 {期 刘镇波等 }实际尺寸乐器音板用云杉属木材的声学振动特性
图 w 不同样本空间的综合得分值
ƒ¬ªqw ≤²°³µ¨«¨ ±¶¬√¨ °¤µ®¬±ª√¤¯∏¨ ²©§¬©©¨µ¨±·¶¤°³¯¨¶³¤¦¨¶
合评分值相差较小 o但最终的分析结
果比较接近 ∀
213 综合坐标法与综合评分法的比
较分析
可以看出 o综合坐标与综合评分
这 u种方法的分析结果比较接近 ∀从
综合性能排序上看 ou种方法分析结果
的主要差别在于 }树种 „k远东红皮云
杉l与 …k长白鱼鳞云杉l之间的顺序
有所变化 o但从数值上看 u个树种之
间的综合振动性能差别很小 ∀
为比较 u种评价方法在结果上的
≅ 树种样本空间 ≥¤°³¯¨ªµ²∏³²©¶³¨¦¬¨¶
ο Λ [ t wss °°样本空间 ≥¤°³¯¨ªµ²∏³²© Λ [ t wss °°
∃ ˁ t wss °°样本空间 ≥¤°³¯¨ªµ²∏³²© ˁ t wss °°
图 x 综合坐标法与综合评分法的相关性
ƒ¬ªqx ׫¨ ¦²µµ¨ ¤¯·¬²± ²©¦²°³µ¨«¨ ±¶¬√¨¦²²µ§¬±¤·¨ °¨ ·«²§¤±§¦²°³µ¨«¨ ±¶¬√¨ °¤µ®¬±ª ° ·¨«²§
相关性 o应用综合坐标法与综合评分
法所得的 u组数据为变量进行回归分
析 o结果如表 w与图 x所示 ∀从表 w与
图 x中可以看出 }综合坐标与综合评
分 u种方法的分析结果具有显著的相
关性 o相关系数均在 s1|{以上 ∀这说
明综合坐标与综合评分方法基本可以
区分试件的综合振动性能 o同时表明
本次综合分析结果具有可靠性 ∀
v 结论
通过对生产中使用的实际尺寸乐
器音板用木材的声学振动特性的检
测 o并采用综合坐标法与综合评分法
对不同树种的 Λ [ t wss °°样本空
间 !Λ  t wss °°样本空间及不同树
表 4 综合坐标法与综合评分法结果的相关性分析
Ταβ . 4 Χορρελατιϖε αναλψσισ βετωεεν τηε ρεσυλτσ οφ χοµ πρεηενσιϖε
χοορδινατε µετηοδ ανδ χοµ πρεηενσιϖε µαρκινγ µετηοδ
样本空间
≥¤°³¯¨¶³¤¦¨
回归方程
• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²±
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·kρl
树种样本空间 ≥¤°³¯¨¶³¤¦¨ ²©¶³¨¦¬¨¶ ψ€ p t{1tvtξ n ||1|yw s1|{y t33
Λ [ t wss °°样本空间 ≥¤°³¯¨¶³¤¦¨ ²© Λ [ t wss °° ψ€ p t{1svyξ n tst1s{ s1|{u |33
ˁ t wss °°样本空间 ≥¤°³¯¨¶³¤¦¨ ²© ˁ t wss °° ψ€ p t|1t{zξ n tst1vu s1||w v33
种分别组成样本空间进行综
合振动性能分析 o得出以下
结论 }tl 前人对乐器音板
用木材的振动性能的研究大
多集中于小尺寸试件进行 o
对于实际尺寸试件缺乏基础
数据 o本试验利用采集的珍
贵样品开展实际尺寸的音板
用木材振动性能的研究 o对乐器音板的生产具有重要的意义 ∀ul 本次试验选用的试件中 o总体上西藏林芝
云杉的综合声学振动性能最好 o美国西加云杉最差 o远东红皮云杉与长白鱼鳞云杉介于前两者之间 o且这 u
个树种的综合振动性能比较接近 ∀vl 对综合坐标与综合评分 u种方法的分析结果进行相关性分析 o得出它
们具有显著的相关性 o这也可说明综合坐标与综合评分方法基本可以区分试件的综合振动性能 o同时表明这
一研究结果具有可靠性 ∀wl 本文研究结果是针对此次试验所选用的试件得出的 o从研究结果可以说明 }应
用本研究方法在一定程度上可评价乐器音板用木材的综合振动性能 o为实际生产提供借鉴与指导 ∀
参 考 文 献
胡英成 qussw q木质复合材料的动态特性与无损检测 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 oux
wst 林 业 科 学 wv卷
李 坚 qussu q木材科学 qu版 q北京 }高等教育出版社 ouyv
李源哲 o李先泽 o汪溪泉 o等 qt|yu q几种木材声学性质的测定 q林业科学 ozktl }x| p yy
刘一星 o沈 隽 o刘镇波 o等 qusst¤q结晶度对云杉属木材声振动特性参数的影响 q东北林业大学学报 ou|kul }w p y
刘一星 o沈 隽 o田站礼 o等 qusst¥q云杉木材声振动性能与生长轮宽度 !晚材率之间关系的研究 q林业科学 ovzkyl }{y p |t
沈 隽 qusst q云杉属木材构造特征与振动特性参数关系的研究 q东北林业大学博士学位论文
沈 隽 o刘一星 o刘 明 qussx q云杉属木材晚材率变异系数与声振动特性参数 q福建林学院学报 ouxkvl }uux p uu{
沈 隽 o刘一星 o刘镇波 o等 qussu q纤丝角对云杉属木材声振动特性参数的影响 q东北林业大学学报 ovskxl }xs p xu
沈 隽 o刘一星 o田站礼 o等 qusst q云杉属木材密度与声振动特性参数之间关系的研究 q华中农业大学学报 ouskul }t{t p t{w
张辅刚 qt||s¤q简述乐器用木材 q中国木材 oxkyl }vy p vz
张辅刚 qt||s¥q木材的声学性质 q中国木材 oykzl }vu p vw
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k责任编辑 石红青l
5遗传学报6和5遗传6杂志
5遗传学报6 !5遗传6杂志是中国遗传学会和中国科学院遗传与发育生物学研究所主办 !科学出版社出版
的核心期刊 o已被美国化学文摘k≤„l !生物学数据库k…Œ’≥Œ≥l !生物学文摘k…„l !医学索引k §¨¬¦¤¯ Œ±§¨¬l !俄
罗斯文摘杂志k„l以及 ‘≤…Œ!≤„…Œ等 us多种国内外重要检索系统与数据库收录 ∀刊登内容包括遗传学 !发
育生物学 !基因组学 !细胞生物学以及分子进化 ∀读者对象为基础医学 !农林牧渔 !生命科学领域的科研与教
学人员 !研究生 !大学生 !中学生物学教师等 ∀
ussx年 o5遗传学报6获得第三届国家期刊奖提名奖 oussy ) ussz年 o连续获得中国科协精品科技期刊工
程项目k…类l资助 ∀自 ussz年起 o5遗传学报6的外文刊名变更为 ϑουρναλοφ Γενετιχσ ανδ Γενοµιχσ∀
5遗传学报6kŒ≥≥‘tyzv p {xuz o≤‘tt p xwxsΠ• l为月刊 o全年 tu期 o国内邮发代号 u p {t| o国外发行代号 }
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5遗传6kŒ≥≥‘suxv p |zzu o≤‘tt p t|tvΠ• l为月刊 o全年 tu期 ∀国内邮发代号 u p {ts o国外发行代号 }
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xst 第 {期 刘镇波等 }实际尺寸乐器音板用云杉属木材的声学振动特性