技术视角:ANSYS分析吉他调音原理

fini

/cle,nostart

/title,qinxian motai fenxi

!不同预拉力(通过调节某根琴弦的调音旋钮的松紧),相同长度和直径琴弦的不同频率

!以下为单根琴弦

!琴弦长度0.5m

L=0.5

!琴弦半径0.05mm

ra=0.05/1000

!π的大小

pi=acos(-1)

!琴弦截面积

area=pi*ra*ra

!材料参数

exx=1.90e11

prxyy=0.3

rou=7920

!预拉力

*dim,f1,,20

*dim,fre,table,20,1

fre(0,1)=0

/prep7

et,1,link180

r,1,area

mp,ex,1,exx

mp,prxy,1,prxyy

mp,dens,1,rou

n,1

n,41,l

fill

e,1,2

egen,40,1,1

fini

*do,i,1,20,1

f1(i)=5*i

fre(i,0)=f1(i)

/solu

antype,0

pstres,on

d,1,all

d,2,uy,,,41

d,all,uz

f,41,fx,f1(i)

solve

fini

/solu

antype,modal

MODOPT,LANB,6  

EQSLV,SPAR  

MXPAND,0, , ,0  

LUMPM,0

PSTRES,1

MODOPT,LANB,6,0,0, ,OFF

ddele,2,uy,40

MXPAND,6

solve

fini

/post1

set,first

*get,fre(i,1),mode,1,freq

fini

*enddo

/post1

/axlab,x,force/N

/axlab,y,frequence/Hz

*vplot,f1,fre最终的得出调音旋钮的松紧和频率(音调)的关系

 ************************************************************************************************************************************

fini

/cle,nostart

/title,qinxian motai fenxi

!不同截面积,相同长度和预紧力琴弦的不同频率

!相当于一把吉他不同粗细的琴弦

!预紧力N

F1=20

!琴弦长度0.5m

L=0.5

!π的大小

pi=acos(-1)

!材料参数

exx=1.90e11

prxyy=0.3

rou=7920

!半径

*dim,ra,,20

*dim,area,,20

*do,j,1,20,1

ra(j)=0.05/1000*j

area(j)=pi*ra(j)*ra(j)

*enddo

*dim,fre,table,20,1

fre(0,1)=0

/prep7

et,1,link180

mp,ex,1,exx

mp,prxy,1,prxyy

mp,dens,1,rou

fini

*do,i,1,20,1

fre(i,0)=ra(i)

/prep7

r,1,area(i)

n,1

n,41,l

fill

e,1,2

egen,40,1,1

fini

/solu

antype,0

pstres,on

d,1,all

d,2,uy,,,41

d,all,uz

f,41,fx,f1

solve

fini

/solu

antype,modal

MODOPT,LANB,6  

EQSLV,SPAR  

MXPAND,0, , ,0  

LUMPM,0

PSTRES,1

MODOPT,LANB,6,0,0, ,OFF

ddele,2,uy,40

MXPAND,6

solve

fini

/post1

set,first

*get,fre(i,1),mode,1,freq

fini

*enddo

/post1

/axlab,x,ra/m

/axlab,y,frequence/Hz

*vplot,ra,fre  最终的得出不同粗细琴弦和频率(音调)的关系


有 以上分析可以得出,同一把吉他要使其每根弦弹出不同的音调:①可以设计成不同的粗细,②或者可以设计成一样的粗细,但是要给其每根弦不同的张紧力(转动调 音旋钮)。这个时候就会有人问,我们现实生活中看到的吉他,每根弦都是不一样粗的,这是因为,在按照第二种方案设计时,要获得相同的频率,较细的那根弦要 获得很大的张力,此时这根弦,可能没有开始弹,已经被拉断了。③将不同的琴弦做成不同的长度。由于篇幅和时间限制,本人没有深入研究。

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