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标题: 调整琴码的参考：琴码的静力学结构仿真与分析结果 [打印本页]

作者: kingpin 时间: 2019-12-10 17:34
标题: 调整琴码的参考：琴码的静力学结构仿真与分析结果
本帖最后由 kingpin 于 2019-12-12 21:36 编辑

感谢管理员加精，觉得之前表达的还是不够好。重新整理下，希望能把这个系列能做下去。由于是自己乱来的，总觉得哪里又不对才是常态。这玩意没有导师自己瞎搞太浪费时间。希望能用费曼先生的学习方法，帮助自己理解记忆，更希望有老师和老师傅们能指正思路与操作上哪里还存在问题。

最先开始的是静力学结构的分析。在ANSYS里，这个单元叫Static Stracturl,是后面其他无论是模态，热力学还是声学的基础。估计都托是艾萨柯牛顿先生的福。这一部的分析更像是建筑学盖房子怎么样不会倒之类的。把小提琴横过来。琴弦，琴码和连接的AB两端，是不是很像拉索桥么。原理也是一样的，这部分的分析，暂时不需要考虑物体的固有频率振动特性（模态），和声学协相应分析。只需要考虑这个房子，或者一面墙受力是不是均匀，把墙砌成什么形状的最结实就行了。

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建议感兴趣的师傅们，尽量别使用笔记本进行如下操作。在Meshing网格划分时，使用六面体和高精度下笔记本容易卡死。换iMac的话风扇声音要爆炸。配置一台双CPU的工作站价格比笔记本便宜多了，不做渲染的话普通1G显卡就够了。

参考的文献是张博士的论文相关琴码的章节，其中：
材料属性如下用的是红枫

琴码脚与琴体使用弹性接触刚度EFS1，范围设置0.001-5000N/立方毫米；
琴码槽与琴弦为EFS2，四根弦张力分解为向下的作用力分别为 22.05N、20.68N、21.85N 和 26.75N。

得到了和目标不一样的结果如下：

Curtin先生对琴码的研究也比较多，而且还自己做了一个优化后的产品。显然X型的实际应力条件更有利于琴码的各个方向震动；

不同的结果目前看只存在于两个模型的集合参数上了：

结论：
当仿真系统中输入材料，应力，刚性，接触边界约束条件的数据后。调整目标模型的几何参数，预处理成可以达到理想X型受力结构。最终确定不同属性的琴码材料应该使用那种尺寸进行削切。而这种X形状的内部应力，就是开头最结实受力最平均的那道墙。

下一步：对琴码进行模态分析，建立2k-3khz的琴码共振峰与琴码几何参数调整之间的关系。但琴码的性能对于琴整体优化有限，好的琴码在不好的琴上面出不会有共振峰，这并不是接触刚度一个参数的影响。耦合状态下再和别的共振起来就又麻烦了。

整体琴的FEM。。。现在看起来是个无底洞。暂时先这么慢慢往下做，烦请论坛内师傅前辈们多多指正。

作者: liudaiyi 时间: 2019-12-10 20:41
这个图是2000-3000的频率吗？如果是，直觉张教授的设置是有问题的。这个2000-3000内的峰国外称之为琴码峰，是研究的比较透彻的，琴码峰的振动为琴码头部的左右摆动，看图可能不是，你再找找其他的振动模式有没有摆头的。这样的琴码参数都是估计的，多少有点误差也是正常的。

作者: kingpin 时间: 2019-12-10 23:20

liudaiyi 发表于 2019-12-10 20:41
这个图是2000-3000的频率吗？如果是，直觉张教授的设置是有问题的。这个2000-3000内的峰国外称之为琴码峰， ...

报告Daiyi前辈，图里的解只是静力学结构的受力分析。

您说的那种动力学模态部分还在一步一步做。。。比静力的要麻烦些。琴码脚接触面之前设置弹性基础接触刚度从0.001-5000N,需要分成八个单位级作为表格列，琴码自然共振频率从500-6000有10个作为表格横项，区分成平面外振动和平面内振动两种情况。琴弦与琴码槽再加四个EFS参数。全整完了，才可以看到那个区间频率的不同琴码位置的模态情况。不同频率下同一位置可能左右摆，也可能上下摆。同一频率下，不同位置摆动方式也不一样。。。

2k-3k之间的共振峰机制问题，目前并没有看到能得到公认的结论。有的文献中说这主要是来自于琴码的第一平面的贡献。能被广泛承认的都几乎在600hz以下的确定区域，毕竟试验过三百年了。和您之前提到过的一样，琴码在600hz以下的确定性区域是在做刚体的运动。而在统计区域内，琴码脚相对平稳，琴码头部做摆动动作。频率1200hz时，不再依赖琴体内部空气流动创造声音。这部分的理论模型引用自{ Woodhouse J. On the" bridge hill" of the violin[J]. Acta acustica united with acustica,
2005, 91(1): 155-165”}

作者: liudaiyi 时间: 2019-12-11 09:02

kingpin 发表于 2019-12-10 23:20
报告Daiyi前辈，图里的解只是静力学结构的受力分析。

您说的那种动力学模态部分还在一步一步做。。。比 ...

哥以后不扶墙就扶你了

作者: 太极神人 时间: 2019-12-11 17:22
厉害！国内应该成立世界上第一家小提琴制造研究所，请两位前辈担任专职研究员，把小提琴制作的理论研究提高到一个崭新的高度。

作者: kingpin 时间: 2019-12-12 00:23

liudaiyi 发表于 2019-12-11 09:02
哥以后不扶墙就扶你了

哪敢让谁服，能被您扶一把就好。

作者: kingpin 时间: 2019-12-12 00:24

太极神人发表于 2019-12-11 17:22
厉害！国内应该成立世界上第一家小提琴制造研究所，请两位前辈担任专职研究员，把小提琴制作的理论研究提高 ...

不敢不敢，都是拾人牙慧。觉得那么多前辈的积累不用起来太可惜了。

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