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振动台论文范文

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振动台论文范文

主要学术论文张超,房贞政.独塔自锚式悬索桥纵向设置黏滞阻尼器参数分析[J].地震工程与工程振动,2009,29(2):118-123. 房贞政,张超,陈永健 索鞍约束方式对三塔自锚式悬索桥抗震性能的影响.地震工程与工程振动[J].2010,30(5):120-125.房贞政,张超,陈永健.三塔自锚式悬索桥动力特性及影响参数分析.地震工程与工程振动[J].2010,30(4):97-102.房贞政,张超,陈永建,等.基于三台阵振动台的多塔斜拉桥试验研究.土木工程学报.2012,45(增刊):25-29.(EI收录)张超,郑振.增大截面法加固箱形拱桥效果分析[J].福建建筑,2008,116(2):39-41.张超,房贞政.独塔自锚式悬索桥动力特性分析.第四届全国防震减灾会议论文集.北京:中国建筑工业出版社,2009,438-443.张超,房贞政,郑则群,等.独塔自锚式悬索桥纵向减震方法研究.青岛海湾大桥国际桥梁论坛论文集.北京:人民交通出版社,2008:144-148.张超,房贞政. 三塔自锚式悬索桥动力特性分析.苏州:第四届全国结构振动与动力学学术研讨会论文集.2011,176-181.陈永健,房贞政,张超.三塔自锚式悬索桥主鞍座约束体系研究.福州大学学报(自然科学版).2011,39(3):428-433.房贞政,陈永健,张超.三塔自锚式悬索桥模型试验研究.福州大学学报(自然科学版).2011,39(4):568-574.负责及参与的科研项目[1] 三塔自锚式悬索桥动力特性及地震响应研究, 2011-2014, 福州大学校基金, 项目负责人.[2] 考虑空间效应的多点地震动输入模型研究,2012-2014. 福州大学育苗基金,项目负责人[3] 福州市琅歧大桥多台阵振动台试验研究(主跨双塔斜拉桥),,主要负责人.[4] 福州市鼓山大桥主桥抗震性能分析(主跨235m单塔自锚式悬索桥),2007~2008.负责地震响应数值分析及粘滞阻尼器减震的参数优化分析;[5] 福州市螺州大桥主桥抗震性能分析(主跨168m三塔四跨自锚式悬索桥),2008~2010.负责地震响应数值分析及地震作用下索鞍抗滑移验算;[6] 福州市鼓山大桥静动载试验研究(主跨235m单塔自锚式悬索桥),2009.负责荷载试验方案设计、试验数据分析及数值模型修正;[7] 武汉二七长江大桥多塔四跨斜拉桥的多台阵振动台试验研究(主跨616m三塔斜拉桥),2010~2011.负责试验模型设计、试验方案制定及后期数据分析;[8] 武汉鹦鹉洲长江大桥多塔四跨悬索桥抗震性能分析及减隔震措施专题研究(主跨850m三塔四跨地锚式悬索桥),2010~2012.负责地震响应分析并提出优化的减震措施;[9] 福州市鼓山大桥实时监测系统(主跨235m单塔自锚式悬索桥),2010-至今,负责实时监测数据的分析处理;5)承担课程研究生课程:《土木工程数值仿真》 36学时 研究兴趣u 多塔缆索体系长大跨桥梁静动力性能研究;多点地震动拟合方法研究多维多点激励下大跨度桥梁结构地震响应研究;长大跨度桥梁减震措施及优化方案研究;

对包装产品质量进行最后把关的包装测试技术,是包装这是我为大家整理的包装测试技术论文,仅供参考!

[摘要]以培养应用型人才为教学目的,本文首先分析了包装工程专业学生的基础素质和测试技术课程的特点,然后从教学目的、教学内容与教学方法和实践环节三个方面进行了教学改革探索,通过三年的教学实践,提出了本课程未来教学改革的发展方向。

[关键词]测试技术 包装工程 教学改革

[中图分类号]G 642 [文献标识码]A

《包装测试技术》是包装工程专业大学四年制学生的专业必修课程,随着包装产业的自动化程度越来越高、产品包装的标准化程度提高,掌握该课程的知识显得尤为重要,为取得教学效果,我们对本课程进行了教学改革的探索。本文首先分析包装工程专业学生的基础素质和测试技术课程的特点,然后在教学目的、教学内容与教学方法和实践环节三个层次上介绍了教学改革探索的进展和思考。

一、 学生素质和课程特点

包装工程专业的学生基本上来自中学阶段成绩中等的学生,学习的主动性、理解能力、动手能力较弱,但思想活跃、表现欲望较强;此外,女生较其他工科专业多,男女生比例接近于1:1,女生在学习的主动性与认真程度上高于男生。宽基础、厚专业是我校教学的主导教学方针,着力于培养学生宽广的知识、更多的专业积淀。《测试技术》在机械、能源、化工等专业均属于专业基础课程,内容涉及信号分析处理、系统的动态特性、传感器原理、工程量的测试、测试仪器的原理等等,知识面广,既有理论性很强的频谱分析知识,也有实践性很强的传感器与信号处理的应用知识。综合学生的基础素质和学校的教学指导方针,我校本课程的课堂教学减少到36学时,实验、实践环节仍维持为18学时。

二、 教学改革的探索

《测试技术》作为一门广泛开设的课程,广大教学工作者一直在进行教学教研的改革。郭建亮等[1]将虚拟仪器Labview为课程的突破口,结合测试的概念、测试的方法进行教学改进;朱春梅[2]对课程的教学进阶作了调整,强调了学习的实践性与生产应用的结合;王雪[3]采用了创新实验的方法,即学生自己构思实验、设计实验方案,进行实验数据的描述,并通过答辩评分,变“要我学”为“我要学”。徐巧玉等[4]通过让学生参加科研提高其实践动手能力;吴世雄等[5]采用应用型实验改善学生的主动性;化春键等[6]通过引入新传感器、新测试方法激发学生的学习热情。可见,所有的教学改革都以提高学生的学习主动性、培养实践动手能力为主要目的,下面介绍我们在本课程进行的教学改革探索。

(一)教学目的的改革

明确教学目的是首要的任务。包装工程专业面向包装机电装备、包装材料、印刷包装设计、运输物流等行业培养人才,行业跨度大,各专业课程的学习方法和思维特征差别大,若以有限的课时平均分配这些潜在就业岗位所对应的课程,则将面临教师教学无特色、学生无所适从的困境。我校的包装工程专业隶属于机电学院,在机械设计、机电一体化方面的师资配备与教学仪器上具备特色,结合学生的特点与社会的人才的需求,在办学过程中逐渐明确本专业的教学目的是培养包装机电装备的设计和包装材料的应用型研发人才,要求学生具备开发包装设备、设计包装材料测试方案并具有动手能力。

(二)教学内容与方法的改革

根据教学目的,首先制定教学内容的重点,即讲授传感器在包装工业中的应用方法,并以此为核心,介绍误差的处理、动态频率特性的概念和包装测试方法与标准。例如,电涡流式接近开关是包装设备中应用最多的一种传感器,其基本原理与内部的调制电路涉及复杂的线性放大、调制电路,学生较难理解,而且作为成熟的产品,已经全部封装到产品内部,就只介绍其原理,不作理解上的要求;而把其输出信号的采集作为重点,针对NPN集电极开路输出,讲授输出需接上拉电阻的原理,并在课堂上演示,用万用电表观察其输出电平的变化。

其次,从课堂内容的真实感和调动学生学习的主动性与积极性入手。现在学生每人一部手机,随时都想玩手机,除强调课堂纪律外,主要靠教师的课堂内容吸引其注意力。教学既要强调知识的系统性与理论性,也要强调实用性。如果纯粹为了知识的完整性,必定会比较枯燥乏味,课堂缺乏生动性,而应用性的视频、实物、实验、动手编程等都是吸引学生,变被动学习为主动操作,并能吸引全班同学的注意力。例如,在讲授测试系统的频率特性时,让学生回忆电工电子的知识,引出电容、电感的阻抗计算方法,采用板书的方法推导一阶阻容串联回路的频率特性,然后适当进行电路的变形,让学生上讲台现场解答,接着,拿出信号发生器和示波器,在阻容回路的输入端变化正弦信号的频率,用示波器观察输出信号的变化。

针对80后、90后学生表现欲望强烈的特点,在传感器的工程应用讲授完之后,让学生观察身边的事物、查阅文献资料,分小组攥写传感器应用的报告,教师评阅这些报告后,留出一堂课的时间,让优秀的报告获得上台讲述的机会,并进行名次的评比,评分与期末成绩挂钩,促进学生主动学习,掌握查阅文献的一般方法,培养学生表述专题知识的能力、幻灯片设计与团队合作能力。

再次,课程内容前后联系、理论与软件联系的方法,加深学生对理论知识的理解。例如传感器、滤波器与先前讲述的频率特性进行关联讲解;结合运用美国微芯公司提供的滤波器设计软件FilterLab,设计一阶、二级、三阶滤波器,让学生感受到滤波器的设计并不是那么高深莫测;再运用信号发生器和示波器,观察传感器和测试系统的频率特性,发现频率特性的测试目的;进一步运用Matlab的传递函数分析工具性,观察Bode图,顺便引入Matlab软件,让学生掌握一种新的数据分析软件,培养他们科学分析数据的能力。

最后,结合包装行业的特征,讲授包装物测试、包装容器测试、运输包装测试等应用性测试方法与相关的国家标准,引导学生把课程知识与专业应用结合。为避免讲述的枯燥性,通过观看视频、设计包装测试方案的作业,促进其对测试技术在生产应用中的了解,为今后工作中快速上手培养基础。 (三)实践环节的改革

实践是突出传感器应用为重点的课程设计思想的重要抓手。把课程实践分为两个层次,第一层次是实验环节,利用CSY-3000传感器实验台,让学生感受电阻应变片、电涡流传感器、光电传感器和电桥、滤波电路的特点,并培养误差数据的处理能力;利用包装测试实验室的瓦楞纸测试仪器和密封测试仪器,理解包装行业的测试项目和测试标准。通过这一层次的实践,初步把理论与实践进行了关联。第二层次是针对有学习自觉性强、求知欲强烈的学生,开设实践兴趣小组,进行项目教学。由学生上报感兴趣的测试项目,通过教师筛选,选择一个和专业联系紧密,但又能满足短期内可实现的项目进行知识应用能力的培养。指导学生设计项目的实现方案,然后开始传感器、电子元器件的采购、电路的焊接与调试,要求进行数据的测量,培养数据处理能力。

通过各个环节的教学改革,已经使学生初步具备了设计包装机械测试系统、自动检测传感单元的能力,并在随后的《包装机电控制》、《液压与气动》等课程中,坚持进行项目教学,通过持续的培养与努力,最终实现专业教学的目的。

三、 存在的问题与未来教学改革的方向

《测试技术》的教学方法已经通过了3年的实践,培养了一部分学生的学习兴趣与动手能力,测试的概念与方法在毕业设计环节获得了应用,但还存在一些问题,例如某些学生的学习兴趣还没有调动起来,项目教学的教学效果还不甚理想,原因是多方面的,例如我们中小学推行的压迫式的应试教学,挫伤了不少学生的学习主动性和创造性。我们认为教学改革是一项系统工程,需要多门课程协调推进。本课程未来本课程教学改革的方向包括:

1)创新教材体系,使之适应时代的发展;

2)统筹规划,不仅设计好实践环节,而且要在师资配备、师生的奖励环节进行改进;

3)开展全国性的学科竞赛,增进不同高校之间的交流。

[参考文献]

[1]郭建亮,郑书华.地方高校《机械工程测试技术》课程的改革[J].宁波工程学院学报,2009,(1):118-120

[2]朱春梅,黄民.机械类专业“测试技术”课程教学改革初探[J].中国电力教育,2009,139:89-90

[3]王雪,王伯雄,罗秀芝.《测试与检测技术基础》课程的教学改革与创新[J].理工高教研究,2009,(04):130-132

[4]徐巧玉,蔡海潮,尚振东,武充沛,杨建玺.测试技术实验教学改革的研究与实践[J].中国现代教育装备.2009,81:107-108

[5]吴世雄,王成勇.“机械工程测试技术”教学改革的探索[J].广东工业大学学报(社会科学版).2007,7(增刊1):108-109

[6]化春键,尤丽华,周一届.测试技术类课程的教学改革与创新研究[J].江南大学学报(教育科学版).2008,(01):69-72

(作者单位:浙江大学宁波理工学院)

【摘 要】产品的包装在产品运输过程中起着重要的作用,为了保证运输过程的可靠性,包装件有很多测试标准。本文主要解读了联邦快递FEDEX包装测试标准,解析了该标准中包装件的分类以及超过和不超过150磅包装件的测试项目及方法,并且与ISTA包装测试标准中的一些异同点进行对比分析。

【关键词】包装 测试 标准 FEDEX ISTA

引言

在产品运输流通过程中,产品的包装有至关重要的意义[1],它不仅起到方便运输的作用,而且还能起到保护产品的作用[2]。如果产品的包装在运输环境中失效,则产品就可能因为运输过程中受到的强烈冲击作用而发生异常甚至报废[3]。为了保证运输包装件产品在运输过程中的可靠性,需要在运输之前就提前对包装件进行运输包装测试[4]。目前包装测试标准很多,本文主要解读联邦快递FEDEX包装测试标准,并与ISTA包装测试标准中的一些异同点进行对比分析。

1 FEDEX包装测试标准中包装件的分类

FEDEX包装测试标准分为两部分,第一部分适用于大于150磅(68kg)的包装件,第二部分适用于不超过150磅的包装件,该标准中这类包装件又分为3种:扁平形包装件、长条形包装件、标准型包装件,不同类型包装件的测试要求有所不同。几种包装件具体区别如表1所示。

相比FEDEX包装测试标准中包装件的分类,ISTA包装测试标准中也规定了包装件的分类。但是ISTA除以上三种类别之外,还规定了一类为小型包装件。具体参数为:最长棱小于35cm(14in),体积小于13110cm3(800in3),质量不大于(10磅)。

2 FEDEX包装测试标准中大于150磅(68kg)的包装件的测试要求

FEDEX包装测试标准中,对于大于150磅的包装件,根据表2,不同类别包装件要进行各自需要的测试。

表2中具体测试项目的测试参数及流程如下。

(1)斜面冲击试验(Side impact test):斜面冲击最慢速率为175cm/s( ft/s),包装件的每个面都进行试验。

(2)底部冲击试验(Bottom impact test):将试验样品底部升高到冲击面以上(8in),然后释放样品进行跌落。

(3)22度角冲击试验(Tip test):把试验样品底面沿一条棱倾斜,使底面与冲击面形成22°,然后释放回到最初角度。然后沿底面其他三条棱重复以上试验。

(4)卷边冲击试验(Raised edge impact test):把试验样品底面沿一条棱倾斜,使底面相对棱高于冲击面(10in),然后释放回到初始位置。然后沿底面其他三条棱重复以上试验。

(5)卷角冲击试验(Raised corner impact test):将试验样品底面沿一角升高使样品由该角被冲击面支撑,使样品底面的对角线的边角距冲击面(10in),接着释放使样品回到冲击面上。然后沿底面其他四个边角重复以上试验。

(6)抗压试验(compression test):在动态压缩试验机上进行,压缩速率为(),当达到以下条件之一时结束试验:①达到停止载荷F(磅)=×(108-H)×L×W×F,其中H、L、W为高、长、宽,F为湿度、时间、堆叠因子;②屈服检测比例达到15%时;③偏差为(1in)时。

(7)正弦振动试验(Rotary vibration test):①将试验样品放到竖直振动台上,竖直方向上不进行固定,水平方向可能安装防样品掉落装置,然后从要求最低频率开始振动,保持振动位移为(1in),然后缓慢增加频率,直至试验样品有瞬间离开振动台的情况,停止试验记录该频率;②在该频率下对样品的某一方向进行正弦振动试验,固定位移为,试验时间t(min)=14200/(f×60);③对其他两个方向进行同样的正弦振动试验。对于长条型的包装件,则可只进行最长棱和最短棱的正弦振动试验。

(8)随机振动试验(Random vibration test):在竖直振动台上对样品某方向进行随机振动试验。第一步先按卡车随机振动程序进行振动(Grms取),第二步按飞行器随机振动程序(Grms取)进行振动,最后再按卡车随机振动程序进行振动。两种振动程序图如图1和图2所示。对于国内运货的货物,每步振动15min;对于国际运货的货物,每步振动30min。然后对其他两个方向进行同样的试验。

大于150磅(68kg)的包装件,FEDEX标准与ISTA标准有一定异同点。主要如下:ISTA标准中需要进行的测试包括:①固定位移振动试验;②底部冲击试验、斜面冲击、水平冲击试验任选其一;③若顶面不能冲击时还需选旋转棱跌落试验,测试项目没有FEDEX标准中测试项目多。ISTA标准中固定位移振动试验与FEDEX标准中正弦振动试验相同。底部冲击试验中,ISTA标准中样品被升高至离地面(6in),这与FEDEX标准中(8in)不同。ISTA标准中旋转棱跌落试验与FEDEX标准中卷边冲击试验主要区别是,旋转棱跌落试验中底面一条棱被一个垫木支起,而卷边冲击试验中底面一条棱直接被冲击面支撑。

3 FEDEX包装测试标准中不超过150磅(68kg)的包装件的测试要求

FEDEX包装测试标准中,对于不超过150磅的包装件,根据表3,不同类别包装件要进行各自需要进行的测试。

(1)自由跌落试验(Free-fall drop test):把包装件按以下次序依次进行自由跌落到钢质冲击面上,最易碎边角着地→该边角处最短棱着地→该边角处次短棱着地→该边角处最长棱着地→某一最小面着地→另一相对最小面着地→某中等面积面着地→另一相对中等面积面着地→某一最大面着地→另一相对最大面着地。跌落高度由包装件的质量决定,具体如下:不大于75磅(34kg)对应高度(30in),75磅到100磅()对应高度为61cm(24in),100磅到150磅(68kg)对应高度为(18in)。 (2)集中冲击试验(Concentrated impact test):将一长宽高各为(12in)的木质箱子内装上沙袋,使其重21磅(),底部某棱上包裹角铁。将扁平形包装件平放在钢质面上。标出包装件正中心及木质盒子带角铁棱的中心,将木质箱沿底部角铁棱倾斜并升高到(30in)且箱子与包装件最长边平行,然后自然跌落使带角铁的棱跌落到包装件上,并且跌落后带角铁的棱中心与包装件正中心重合。具体冲击示意图如图3所示。

(3)桥架冲击试验(Bridge impact test):将长条形包装件的两端垫在两个(4in)高的积木上,找出包装件的正中心。将一长宽高各为(12in)的木质箱子内装上沙袋,使其重21磅(),底部某棱上包裹角铁,并找出棱的中心。将木质箱子沿底部带角铁棱倾斜并升高到(30 in)且箱子与包装件最长边垂直,然后自然跌落使带角铁的棱跌落到包装件上,并且跌落后带角铁棱中心与包装件正中心重合。具体冲击示意图如图4所示。

(4)抗压试验:与超过150磅的包装件抗压试验相同。

(5)正弦振动试验:与超过150磅的包装件正弦振动试验相同。

(6)随机振动试验:与超过150磅的包装件随机振动试验相同。

(7)重复自由跌落试验(Second free-fall drop test):对于国际运输的货物,在振动测试之后还要进行第二次自由跌落试验。

可见FEDEX包装测试标准中不超过150磅的包装件与超过150磅的包装件主要区别在于冲击测试的种类有所不同,超过150磅的包装件的冲击测试种类明显多于不超过150磅的包装件,这正说明了更重的包装件其冲击测试的严酷性。对于不超过150磅的包装件,FEDEX标准与ISTA标准也有一定异同点。主要如下:ISTA标准中,包装件的类型还包括小型包装件;两个标准中的冲击测试项目有所不同,FEDEX标准和ISTA标准的冲击测试对于长条形包装件都包括集中冲击试验,对于扁平形包装件都包括桥架冲击试验,但是两个标准中冲击的高度不同,FEDEX标准中高度为(30in),而ISTA标准中高度为(16in)。此外,FEDEX标准中冲击测试还有两角两棱六面次序的自由跌落,而ISTA标准中冲击测试还有三棱两角两棱两面次序的自由跌落试验、倾翻试验、旋转跌落试验;ISTA标准中有温湿度试验的预处理,FEDEX标准中则没有该预处理;振动试验方面两个标准也差别较大,而且ISTA标准中还有低气压随机振动试验。

结语

本文主要解读了FEDEX包装测试标准,并与ISTA包装测试标准进行了对比。由以上解读分析可见,包装件的测试项目很多,不同标准的测试流程及参数也会有差异[5]。但是对于不同标准要求的包装件,相关测试完成后,该包装件就能达到所要求的运输环境的可靠性。

参考文献

[1]汤志强,曲红.包装在现代物流中的重要作用[J].包装工程,2002,23

(3):77-78.

[2]金国斌.物流链中的运输包装优化问题[J].包装工程,2005, 26(3):93-95.

[3]曹国荣.包装标准化基础[M].北京:中国轻工业出版社,2006:87-92.

[4]李沛生.我国运输包装工业现状与发展趋势[J].物流技术与应用,2004(8):54-58.

[5]金国斌.物流链中的运输包装优化问题[J].包装工程,2005,26(3):93-95.

[6]向红.《包装设计工程基础》[M].国防科技大学出版社,2002:34-38.

随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容,欢迎大家阅读参考!

浅析大型机械驾驶室减振设计

摘要:本文概述了工程机械减振技术的发展概况,并以大型机械的驾驶室减振设计为背景,探讨了发动机悬置设计的基本原则,并对发动机减振的布置的力学特性进行分析,最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。

关键词:机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用,其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计,设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看,国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题,这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。

由于工程机械的工作环境恶劣,车体结构的振动问题更加明显,直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言,控制车体振动尤其是驾驶室的振动,寻求有效的减震设计方法,对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题,本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上,主要通过发动机悬置位置的优化设计,以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶,但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅,并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题,已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。

上述几类减振方式都属于被动减振技术,在此基础上,随着发动机减振技术的进步,半主动减振技术开始应用到发动机减振中,这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置,这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术,这一技术能够较好的实现降噪性能,但结构非常复杂,在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面,主要所依据的是动态舒适性理论,用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看,主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂,跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析,本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述,驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性,要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢,随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下,大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态,由此产生的激振频率很高,也更容易导致构件的疲劳损坏,实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看,工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架,驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析,将驾驶室的隔振系统进行简化,以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩,这类振动不仅会引起车架的的振动,也会形成较强烈的噪声,不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响,采用悬置的设计方式是比较有效的途径,其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论,通过解除发动机六个自由度解耦,改变发动机的支撑位置,从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。

此外,需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数,但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制,可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面,主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时,考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言,在实践中一般都会采用四点支撑的方式,本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端,上述两个位置分别设置两个对称的支撑点,采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看,主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式,具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式,因此仍然采用平置式的减振布置方式。

悬置系统的动力学分析

为减少研究成本,在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述,由于采用的是四个平置式的橡胶减震器,因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统,从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上,进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果,其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位,同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配,减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及,测量激振力和振动响应之间的关系,从而得到二者之间的传递函数,而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件,驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。

在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度,以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值,使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内,从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。

参考文献

[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京:北京科技大学硕士学位论文.

[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文.

浅谈机械的可靠性设计

【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容,在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计,以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计,希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。

【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计

引言:20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想,这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论,这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度,相关的理论以及方式也是不断的出现。比如:M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面,对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。

1.机械可靠性设计的概述

在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标,工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性,所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识,这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点,同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展,可靠性技术的不断发展,使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类,但是就具体的实质来说,大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。

数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础,逐渐的划分为两点,第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的,也是就是说因为依据某种规律在时间变动下,疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为,将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性,主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的,都是通过概率可靠性对于随机事件计算的,也会发展为两个方面:第一种是对模型法或者相关扩展方式,这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度,所以说应力概率是低于可靠度强度的,第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。

2.可靠性优化设计

可靠性优化设计的基本理论

无论是什么样的机械产品,在最开始的方案构建到后期的生产制造实施,都是需要经过一个设计过程的,但是现在计算不断发展,新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现,使得机械产品日益在完善,这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短,但是结构确实越来越复杂,这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。

这样的趋势下,对于设计整个过程要加大进度,设计周期要缩短。同时需要注意的是,对于设计是不是能够完善来说,产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的,但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的,所以说,如何将设计质量提升上去,设计理论怎么发展下去,设计技术怎么做到更好,设计过程怎么才能加快嫉妒,都是现在机械设计中所研究的重要问题。

60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候,将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来,计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中,在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。

国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响,通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品,同时这样产品有着一定的可靠性,机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要,通过一种最优化的形式将产品展示处理,在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位,同时不能忽略的是结构参数的随机性,这两点对于产品都有着一定性能的影响。

所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的,将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化,将所出现的问题合理安全性的相结合,这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况,使得产品有了最大化的可靠度。

近年来可靠性优化设计发展

最近的30年内,机械设计领域中,因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现,在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准,但是就单方面来说,无论是可靠性设计或者是优化设计,都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的,在机械产品经过可靠性设计之后,不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点,还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计,机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计,不能保证产品在一定的条件下或者是时间内,能够将所规定的功能很好的完成,有的时候也许会出现一定的事故,这样直接都有着经济损失。

除此之外,因为机械产品有着很多的设计参数,要是对于多个设计参数进行确定的时候,单纯的可靠性设计就不是这样有地位了,所以在进行可靠性优化设计研究的前提下,要将机械产品可靠性要求先保证,同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数,将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起,然后在发展研究设计,才能得出最为优秀的设计方式。

关于可靠性的稳健设计

产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品,它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法,对产 品性能、质量和成本综合考虑,选择出最佳设计,不仅可以提高产品的质量,而且可以降低成本。在机械产 品设计中,正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中,或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。

结束语:总而言之,对于机械的可靠性设计而言,设计人员应该根据实际,做出最优的设计,只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来,将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来,才能达到产品最佳以及最可靠点,这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点,才能最好的达到预定的目标,和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。

【参考文献】

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[2]谢里阳,何雪法,李佳.机电系统可靠性与安全性设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.

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[5] 金雅娟,张义民,张艳林,等.任意分布参数的涡轮盘裂纹扩展寿命可靠性分析[J].工程设计学报,2009,l6(3):196-199 .

弦振动研究论文

可怜的娃们、我弟今天也编这个这。还让我帮他办报纸,我就汗死

古代方程发展史中国古代是一个在世界上数学领先的国家,用近代科目来分类的话,可以看出无论在算术、代数、几何和三角各方而都十分发达。现在就让我们来简单回顾一下初等数学在中国发展的历史。 (一)属于算术方面的材料 大约在3000年以前中国已经知道自然数的四则运算,这些运算只是一些结果,被保存在古代的文字和典籍中。乘除的运算规则在后来的“孙子算经”(公元三世纪)内有了详细的记载。中国古代是用筹来计数的,在我们古代人民的计数中,己利用了和我们现在相同的位率,用筹记数的方法是以纵的筹表示单位数、百位数、万位数等;用横的筹表示十位数、千位数等,在运算过程中也很明显的表现出来。“孙子算经”用十六字来表明它,“一从十横,百立千僵,千十相望,万百相当。” 和其他古代国家一样,乘法表的产生在中国也很早。乘法表中国古代叫九九,估计在2500年以前中国已有这个表,在那个时候人们便以九九来代表数学。现在我们还能看到汉代遗留下来的木简(公元前一世纪)上面写有九九的乘法口诀。 现有的史料指出,中国古代数学书“九章算术”(约公元一世纪前后)的分数运算法则是世界上最早的文献,“九章算术”的分数四则运算和现在我们所用的几乎完全一样。 古代学习算术也从量的衡量开始认识分数,“孙子算经”(公元三世纪)和“夏候阳算经”(公元六、七世纪)在论分数之前都开始讲度量衡,“夏侯阳算经”卷上在叙述度量衡后又记着:“十乘加一等,百乘加二等,千乘加三等,万乘加四等;十除退一等,百除退二等,千除退三等,万除退四等。”这种以十的方幂来表示位率无疑地也是中国最早发现的。 小数的记法,元朝(公元十三世纪)是用低一格来表示,如作1356 。在算术中还应该提出由公元三世纪“孙子算经”的物不知数题发展到宋朝秦九韶(公元1247年)的大衍求一术,这就是中国剩余定理,相同的方法欧洲在十九世纪才进行研究。 宋朝杨辉所著的书中(公元1274年)有一个1—300以内的因数表,例如297用“三因加一损一”来代表,就是说297=3×11×9,(11=10十1叫加一,9=10—1叫损一)。杨辉还用“连身加”这名词来说明201—300以内的质数。 (二)属于代数方面的材料 从“九章算术”卷八说明方程以后,在数值代数的领域内中国一直保持了光辉的成就。 “九章算术”方程章首先解释正负术是确切不移的,正象我们现在学习初等代数时从正负数的四则运算学起一样,负数的出现便丰富了数的内容。 我们古代的方程在公元前一世纪的时候已有多元方程组、一元二次方程及不定方程几种。一元二次方程是借用几何图形而得到证明。 不定方程的出现在二千多年前的中国是一个值得重视的课题,这比我们现在所熟知的希腊丢番图方程要早三百多年。具有x3+px2+qx=A和x3+px2=A形式的三次方程,中国在公元七世纪的唐代王孝通“缉古算经”已有记载,用“从开立方除之”而求出数字解答(可惜原解法失传了),不难想象王孝通得到这种解法时的愉快程度,他说谁能改动他著作内的一个字可酬以千金。 十一世纪的贾宪已发明了和霍纳(1786—1837)方法相同的数字方程解法,我们也不能忘记十三世纪中国数学家秦九韶在这方面的伟大贡献。 在世界数学史上对方程的原始记载有着不同的形式,但比较起来不得不推中国天元术的简洁明了。四元术是天元术发展的必然产物。 级数是古老的东西,二千多年前的“周髀算经”和“九章算术”都谈到算术级数和几何级数。十四世纪初中国元代朱世杰的级数计算应给予很高的评价,他的有些工作欧洲在十八、九世纪的著作内才有记录。十一世纪时代,中国已有完备的二项式系数表,并且还有这表的编制方法。 历史文献揭示出在计算中有名的盈不足术是由中国传往欧洲的。 内插法的计算,中国可上溯到六世纪的刘焯,并且七世纪末的僧一行有不等间距的内插法计算。 十四世纪以前,属于代数方面许多问题的研究,中国是先进国家之一。 就是到十八,九世纪由李锐(1773—1817),汪莱(1768—1813)到李善兰(1811—1882),他们在这一方面的研究上也都发表了很多的名著。

一、函数的起源(产生) 十六、十七世纪,欧洲资本主义国家先后兴起,为了争夺霸权,迫切需要发展航海和军火工业。为了发展航海事业,就需要确定船只在大海中的位置,在地球上的经纬度;要打仗,也需知道如何使炮弹打的准确无误等问题, 这就促使了人们对各种“运动”的研究,对各种运动中的数量关系进行研究,这就为函数概念的产生提供了客观实际需要的基础。 十七世纪中叶,笛卡儿(Descartes)引入变数(变量)的概念,制定了解析几何学,从而打破了局限于方程的未知数的理解;后来,牛顿( Newton)、莱布尼兹(Leibniz)分别独立的建立了微分学说。这期间,随着数学内容的丰富,各种具体的函数已大量出现,但函数还未被给出一个一般的定义。牛顿于 1665年开始研究微积分之后,一直用“流量”( fluent)一词来表示变量间的关系。 1673年,莱布尼兹在一篇手稿里第一次用“函数”( fluent)这一名词,他用函数表示任何一个随着曲线上的点的变动而变动的量。(定义1)这可以说是函数的第一个“定义”。例如,切线,弦,法线等长度和横、纵坐标,后来,又用这个名词表示幂,即表示 x , x2, x3,…。显然,“函数”这个词最初的含义是非常的模糊和不准确的。 人们是不会满足于这样不准确的概念,数学家们纷纷对函数进行进一步讨论。 二、函数概念的发展与完善⒈以“变量”为基础的函数概念 在 1718年,瑞士科学家,莱布尼兹的学生约翰·贝奴里(Bernoulli,Johann)给出了函数的明确定义:变量的函数是由这些变量与常量所组成的一个解析表达式。(定义2)并在此给出了函数的记号φx。这一定义使得函数第一次有了解析意义。 十八世纪中叶,著名的数学家达朗贝尔 (D’Alembert)和欧拉( Euler)在研究弦振动时,感到有必要给出函数的一般定义。达朗贝尔认为函数是指任意的解析式,在 1748年欧拉的定义是:函数是随意画出的一条曲线。(定义 3)在此之前的 1734年,欧拉也给出了一种函数的符号f(x),这个符号我们一直沿用至今。 实际上,这两种定义(定义 1和定义 2)就是现在通用的函数的两种表示方法:解析法和图像法。后来,由于富里埃级数的出现,沟通了解析式与曲线间的联系,但是用解析式来定义函数,显然是片面的,因为有很多函数是没有解析式的,如狄利克雷函数。 1775年,欧拉在《微分学原理》一书的前言中给出了更广泛的定义:如果某些变量,以这样一种方式依赖与另一些变量,即当后面这些变量变化时,前面这些变量也随之而变化,则将前面的变量称为后面变量的函数。(定义 4)这个定义朴素地反映了函数中的辨证因素,体现了“自变”到“因变”的生动过程 ,但未提到两个变量之间的对应关系,因此它并未反映出真正意义上的科学函数概念的特征,只是科学的定义函数概念的“雏形”。 函数是从研究物体运动而引出的一个概念,因此前几种函数概念的定义只是认识到了变量“变化”的关系,如自由落体运动下降的路程,单摆运动的幅角等都可以是看成时间的函数。很明显,只从运动中变量“变化”观点来理解函数,对函数概念的了解就有一定的局限性。如对常值函数 ,不解释 十九世纪初,拉克若斯( Lacroix)正式提出只要有一个变量依赖另一个变量,前者就是后者的函数。 1834年 ,俄国数学家罗巴契夫斯基(Лобачевский)进一步提出函数的定义: x的函数是这样的一个数,它对于每一个 x都有确定的值,并且随着 x一起变化,函数值可以由解析式给出,这个条件提供了一种寻求全部对应值的方法,函数的这种依赖关系可以存在,但仍然是未知的。(定义 5)这实际是“列表定义”,好像有一个“表格”,其中一栏是 x值,另一栏是与它相对应的 y值。这个定义指出了对应关系(条件)的必要性,把函数的“对应”思想表现出来,而“对应”概念正是函数概念的本质与核心。 十九世纪法国数学家柯西( Cauchy)更明确的给出定义:有两个互相联系的变量,一个变量的数值可以在某一范围内任意变化,这样的变量叫做自变量,另一个变量的数值随着自变量的数值而变化,这个变量称为因变量,并且称因变量为自变量的函数。(定义 6) 1829年 ,狄利克雷( Dirichlet)给出了所谓狄利克雷函数: y=1 当 x为有理数时; y=0 当 x为无理数时。这个函数并不复杂,但不能用解析式来表示,这一思想的提出,正是数学由过去的研究“算”到以后研究“概念、性质、结构”的转变的开端。 1837年他对函数下的定义是:在某个变化过程中,有两个变量 x和 y。如果对于 x在某一范围内的每一个确定的值,按照某个对应关系, y都有唯一确定值和它对应,则 y称为 x的函数; x称为自变量。(定义 7)这个定义的优点是直截了当地强调与突出了“对应”关系,抓住了概念的本质属性,只须有一个法则存在,使得这个函数定义域中的每一个值有一个确定的 y值和它对应就行了,不管这个法则是公式或图像或表格或其他形式;其缺点是把生动的函数变化思想省略和简化掉了。 ⒉以“集合”为基础的函数概念 函数的概念是随着数学的发展而发展的。函数的定义在数学的发展过程中,不断的改进,不断的抽象,不断的完善。十九世纪七十年代,德国数学家康托( )提出了集合论。进入二十世纪后,伴随着集合论的发展,函数的概念也取得了新的进展,它终于摆脱了数域的束缚向更广阔的研究领域扩大,使概念获得了现代化。 二十世纪初美国数学家维布伦( Weblan)给出了函数的如下定义:若在变量 y的集合与另一变量 x的集合之间,有这样的关系成立,即对 x的每一个值,有完全确定的 y值与之对应,则称 y是变量 x的函数。(定义 8)从这个定义开始,函数概念已把基础建立在集合上面,而前七个定义则是把基础建立在变量(数)上的。 随着时间的推移,函数便被明确的定义为集合之间的对应关系,其定义是: A和 B是两个集合,如果按照某种对应关系,使 A的任何一个元素在 B中都有唯一的元素和它对应,这样的对应关系成为从集合 A到集合 B的函数。(定义 9)此定义根据映射的概念,用“映射”观点建立函数概念,其又可叙述为:从集合 A到集合 B的映射 f: A→ B称为集合 A到集合 B的函数,简称函数 f 。(定义 10)以上三个定义,已打破数域的束缚,将集合中的元素改为抽象的,可以是数,也可以不是数,而是其它一切有形或无形的东西,如 X是所有三角形的集合, Y是所有圆的集合,则 f 可以是把每一个三角形映射成它的外接圆的映射。 对新函数定义可以这样理解:函数是一个对应(规则),对于某一范围(集合)的元素,按照这个对应(规则)确定另一个元素。这样函数概念从狭义的“变化”观点转化到较广义的“对应”观点,函数即是一个对应(规则)。 对函数概念用“对应”(“规则”)来理解比起最初阶段虽然揭示出了函数概念的实质,但它还不符合我们最低限度地使用未被定义的术语的意图。因为什么叫“对应”和怎样理解“规则”还需要定义,例如规则不同,那么是否函数也不同呢?如f(x)=x与f(x)=(1+x)-1当然是不同的规则但却定义了同一函数。 为了解决这一矛盾,二十世纪初,特别是在六十年代以后,广泛采用只涉及“集合”这一概念的函数定义,而集合作为原始概念是不予定义的,这样的定义是:设 A、 B是任意两个集合, f是笛卡儿集 A× B的一个子集,满足:①对任意的 a ∈ A,存在一个 b∈B,使得 (a,b)∈ f,②若 (a,b)∈ f, (a,c)∈ f则 b=c。则称 f为 A到 B的一个函数。记作 f:A→B。(定义11)这个定义利用“关系”这个概念,便给出了只涉及原始概念“集合”的函数的一般定义,即不需要用到“对应”,又避免了对“规则”的解释,只要集合理论适用一切数学领域,这样给出的函数定义总是适用的。它可称的上是最现代的定义了。 到此,“函数”最完善的定义(定义 11)已给出,作为数学中最基本的概念之一,已把基础直接建立在集合上面,即把函数看作是从一个集合到另一个集合的对应,它和“映射”实际上是一回事。 三、新旧两种定义的比较 比较新定义(把以集合为基础的函数定义称为新的定义方式,而以变量(数)为基础的定义称为旧的定义方式。)和旧定义,它们之间有两个重要的区别: ⑴旧定义是建立在“变量”这个基本概念上的,而新定义则建立在“集合”这个基本概念上。什么是变量呢?通常把它理解为在选定一个单位以后,可加以度量的东西,如长度、质量、时间之类,这种理解一方面太疏于笼统,只能通过举例来说明,而难于加以精确化;另一方面,由于涉及大小关系,嫌过于狭窄,无法体现应用上的普遍性。其次,即使什么是“量”的问题不存在,作为变量,它须在某一范围取值(不一定是数值),这一定范围实际上就是事先得假定的一个集合 A(它构成函数的定义域),所谓“变量取值 a”,实质上就是“ a属于 A”的一种变相迂回的说法。可见,在变量的概念中已蕴含集合的思想。 ⑵旧定义中以“因变量”为函数,而新定义中则以“对应关系”为函数。函数概念的实质,主要的并不是因变量要随自便量“变”,而是两集合之间存在某种确定的对应关系。显然,新定义更能直接地揭示出函数的实质。

骨笛遐想——浅析小提琴发声、调音的物理原理一.选题意义据我国最早的物理史学家吴南薰先生考证,世界上第一个人工制作的物理仪器就是在兽骨或竹管上挖孔并能吹出声音来的笛子。这既是一种乐器,也是一种声学仪器;我国古代对共鸣、弦的振动、管的音调的研究等都是通过乐器来进行的;希腊哲学家毕达哥拉斯发现了琴弦的长短与音高有一定的关系;从近代物理学发展来看,声学依旧占据着相当重要的部分,且与我们的生活息息相关;……许多同学都会演奏一些乐器,但对于弦乐器的调试却无从下手。我们结合已经学过的振动学知识,浅析西洋擦弦乐器——小提琴的发声原理,并为演奏者检音、调试提供理论依据和实验结果参考。二.相关物理知识实际的乐音由基频、谐波(泛音)、分音三部分组成。每一个乐音即周期性的振动都可以分解为许多不同频率、不同相位、不同振幅的简谐振动的叠加。简单的简谐振动即正弦振动或余弦振动的传播产生的声波叫做纯音,实际的乐音如歌唱声、乐器声等都不是简单的纯音,而是许多的纯音的叠加。在这些简谐振动中,频率最低的叫做基频,基频的能量往往是最大的。频率是基频整数倍的叫做谐波,其余的高频振动叫做分音。现代的分析中表明,还有低于基频的次声。因此,从物理上讲,音乐声应由三部分组成:乐音、在音乐中使用的噪声(如锣、鼓、沙锤、梆子等没有固定音调的打击乐器和海涛、流水、风声等效果声音)以及对音色有影响的在谐波中存在的一部分超声。一般来说,发生体振动的频率越高,人们听起来音调也越高;发生体的振动频率越低,人们听起来音调就越低。但音调与频率之间并不是严格按比例对应的。一般认为,频率每增高一倍,音调听起来就高一个八度,这仅仅限于中频段。在高音部分,听感偏低,即频率增加一倍,听起来不到高八度,而是偏低,于是要把频率调高些,以适应人的听觉。低音段则听感偏高,于是需要把频率调低些。乐音听起来有一定的强弱,即音的响度,这是乐音的第二个主观量。声音的能量越大,声强越大,听起来响度就越大。但是,这二者也不是按比例一一对应的。至于音色,更是一种主观感觉了。从传统来讲,决定音色的主要因素是频谱,所以常常根据频谱模仿各种音色。但据资料显示,实践表明:音的起始与结尾的瞬间状况,即“音头”和“音尾”,也同音色大有关系。音色不仅与频谱的组成(即基频、谐波和分音的数目、长短、相对强度、分音的不谐和程度及瞬态)有关,还与基频和谐波在听音区的位置有关,这是由于人耳对于多种频率的响度反映不同。音色也与听者距声源的距离有关,这是因为一个音中的各种成分的衰减不同。三.相关音乐知识音程,就是两个音音高之间的距离。在音乐上,音程用“度”表示。几度就是把起始音算在内,沿着音阶数有几个音名。钢琴上相邻两个键(包括黑键)之间差半音,两个半音等于一个全音。这也是一种表示音程的方法。音程与频率基本上是一一对应的关系。把两个相差八度音程之间的音顺次排列,就成为音阶。规定音阶中各个音的由来及其精确音高的数学方法叫做律制。最常用的三种律制是十二平均律、五度相生律和纯律。音阶中的各个音都有音名,由于生律的方法不同,不同律制生成音律中的同名音(例如都是 )其频率是不一样的。十二平均律是我国明代科学家朱载堉最先发明的,比西欧早了几十年。他将一个八度音程(频率比为2)按等比数列均分为十二份,得十二律。当前的钢琴和所有键盘乐器以及带“品”的弦乐器等,用的都是这种律制。数学表示:相邻两音之间的频率比均为: 即从任何一个音开始,比该音高半音的音,其频率是该音的频率乘 ;比该音低半音的音,其频率是该音的频率乘 ;以此类推,可得出所有音的频率。十二平均律有许多优点,比如它易于转调,简化了不同调的升、降半音之间的关系。在小提琴中,假如以 音的弦长为基准,那么小字一组(其中的 比 高两个八度) 、 、 、 、 、 、 对应的弦长之间按照十二平均律可由频率关系确定一组固定比值。四.研究与实验小提琴的弦是一根两端固定的细钢丝。在拨、擦弦线时产生的波列经两固定端反射,叠加后形成驻波,但其中包含有许多频率的波。在这里,我们只对决定音调高低的基频振动做出分析研究。驻波的基频振动所对应的为波长最长的振动,即弦长 。提琴弦线与指板之间的距离很小,用手指在指板上压紧琴弦不同位置而使得弦产生的形变量很小,可以忽略不计。则可认为弦上张力 ,及弦的质量线密度 保持不变,可得弦线中波速 近似恒定。因此,可认为有如下比例关系成立: 实验过程:一把小提琴,经专业乐师调音后,定下 音,再由一位有多年演奏经验的同学拨奏单音,多位乐感敏锐、受过专业训练的同学一起听辨,配合其他乐器校对各音高。记录及计算数据如下表。表中的k值定义如下:相差一个半音的两个音高对应 相差一个全音的两个音高对应 序号n 音高音名 比下音程差 弦长/mm 总长: 上述k值 第一次 第二次 第三次 平均值 计算值 理论值 误差率1 全音 全音 半音 全音 全音 全音 半音 其中弦长一栏为小提琴 弦(四根弦由粗到细依次叫作 、 、 、 弦,指的是该弦的空弦音)上对应各音高压指与琴码两固定点之间的距离,即参加振动的部分弦长。如上数据显示,平均误差率为,基本符合前文理论分析。五.结论我们总结出对于一把小提琴(邻弦相差五度)的自我调试方法:以一根弦,例如 弦,的空弦音 为标准,按音高关系计算出同一根弦上 所对应的弦的长度。取 音高即与 弦空弦音等高(这是小提琴的制作要求)。依次调整 弦的松紧、长度后,再算出 弦上 的音高,作为 弦的空弦音。……同理进行下去。此种方法适用于各类提琴及吉他等擦、拨弦乐器,但须注意:①对于比空弦音高出许多的音,计算方法误差较大。实验中在一根弦上进行多组数据测量只是为了便于计算、对比,得出结论;实际操作中应对各相邻琴弦依次校对。②大提琴与吉他相邻的弦空弦音相差四度,计算时应注意数据与小提琴不同。希望我们的研究能够对广大演奏弦乐器的音乐爱好者提供帮助。

噪声与振动论文

《噪声与振动控制》(Noise and Vibration Control)由中国声学学会主办,上海交通大学承办,编辑部设在上海交通大学徐汇校区内。本刊物是科技人员、工程师和大专院校师生,交流学习噪声与振动控制应用研究的理论、技术、方法、经验和知识的公共平台。主要内容有噪声与振动控制理论;噪声振动治理的技术理论、方法、经验、设计技术以及工程实例;基础理论讲座;噪声振动测试技术;国内外噪声振动控制原器件、新技术、新材料、新产品以及工厂介绍等。 办刊宗旨:刊登原创学术论文,跟踪学科领域的最新发展方向及其动态;交流科研成果及噪声与振动控制工作经验;宣传和普及相关标准和规范,促进中国噪声与振动控制技术的发展。 办刊特色:强调学术、突出应用、兼顾理论与工程、提高与普及结合。 读者对象:研究生、大专院校师生、单位从事噪声振动控制科技人员。 十大栏目:1.综述、2.振动理论与数值解法、3.运载工具振动与噪声、4.环境振动与环境声学、5.建筑振动与建筑声学、6.信号处理与故障诊断、7.减振降噪设备和器材、8.标准规范与评价、9.振动噪声测试技术、10.工程实践。本刊系中国科技论文统计源期刊中国科学引文数据库来源期刊中国物理学文献数据库 来源期刊中国学术期刊综合评价数据库来源期刊中国学术期刊(光盘版)全文收录期刊中文科技期刊数据库全文收录期刊CEPS中文电子期刊服务 全文收录期刊中国科协科技期刊论文数据库 全文收录期刊刊入网万方数据-数字化期刊群中国报刊订阅指南信息库 收录期刊主管单位:中国科学技术协会主办单位:中国声学学会承办单位:上海交通大学周期:双月出版地:上海市ISSN:1006-1355CN:31-1346/TB邮发代号:4-672历史沿革:现用刊名:噪声与振动控制曾用刊名:振动与噪声控制该刊被以下数据库收录:JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)(2012年计划收录)中国科学引文数据库(CSCD—2008)核心期刊:中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)主编:严济宽常务副主编:沈荣瀛创刊时间:1981年创刊双月刊编辑出版:上海《噪声与振动控制》杂志编辑部地址:上海华山路1954号上海交通大学机械与动力楼308室邮编:200030发行:上海市报刊发行局订阅:全国各地

声学与振动,不知道你怎么看,虽然是普通的刊物,但是文章的研究进展很有价值

议论文的语言必须准确、鲜明、严密、有针对性。段落与段落之间要有非常清楚的逻辑关系,如总分、对照、层进、并列等。借助起过渡性作用的语句来突出这种关系。如:“有”、“还有”“虽然、但是”“固然”“诚然”“由此”是等。思考尤其是议论文,是奖善惩恶的,是对人们进行规劝疏导的,是对人们引导作用的,因此必须有说服力,并要有正确的价值取向。认真上政治课,经常的看看说理性的文章、名言警句等,将提高我们的思想素质,提高我们认识能力,对我们写作,尤其是议论文的写作大有好处。它会起到丰富文章内容,深化文章思想,提高说服力的作用。所谓故事式开头,就是开篇讲述一个引人入胜的小故事,用叙述性的语言,把情节表述清楚,然后由这个故事引出文章的论点或论题的一种方法。用故事开头,既丰富了文章内容,又能自然而然地引出观点,并能激发评卷老师的阅读兴趣。运用故事开头的手法,需注意以下几点:一、要精心选择故事,以利于观点的引出;二、因为故事仅是一个由头,所以叙述不宜过细,篇幅不宜过长,能引出观点就行;三、一个故事可以从多角度理解和诠释,在叙述时就要重点突出能够引出自己观点的那一个侧面,使观点的引出水到渠成。

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李政道曾这样评价亥姆霍兹:物理与音乐共鸣,声波与科学交响。亥姆霍兹用科学家的头脑和艺术家的心灵真正把艺术与科学、音乐与物理紧密地、有机地融为一体。他开创了音乐物理学这一领域,并发表了很多这方面的论文,比如《论结合音》(1856)、《论谐和音程和不谐和音程的物理原因》(1858)、《论元音的音质》(1859)、《论开口管的振动》(1859)、《论小提琴的弦振动》(1860)、《论乐音的感觉——音乐理论的生理学基础》(1863)等。

一、函数的起源(产生) 十六、十七世纪,欧洲资本主义国家先后兴起,为了争夺霸权,迫切需要发展航海和军火工业。为了发展航海事业,就需要确定船只在大海中的位置,在地球上的经纬度;要打仗,也需知道如何使炮弹打的准确无误等问题, 这就促使了人们对各种“运动”的研究,对各种运动中的数量关系进行研究,这就为函数概念的产生提供了客观实际需要的基础。 十七世纪中叶,笛卡儿(Descartes)引入变数(变量)的概念,制定了解析几何学,从而打破了局限于方程的未知数的理解;后来,牛顿( Newton)、莱布尼兹(Leibniz)分别独立的建立了微分学说。这期间,随着数学内容的丰富,各种具体的函数已大量出现,但函数还未被给出一个一般的定义。牛顿于 1665年开始研究微积分之后,一直用“流量”( fluent)一词来表示变量间的关系。 1673年,莱布尼兹在一篇手稿里第一次用“函数”( fluent)这一名词,他用函数表示任何一个随着曲线上的点的变动而变动的量。(定义1)这可以说是函数的第一个“定义”。例如,切线,弦,法线等长度和横、纵坐标,后来,又用这个名词表示幂,即表示 x , x2, x3,…。显然,“函数”这个词最初的含义是非常的模糊和不准确的。 人们是不会满足于这样不准确的概念,数学家们纷纷对函数进行进一步讨论。 二、函数概念的发展与完善⒈以“变量”为基础的函数概念 在 1718年,瑞士科学家,莱布尼兹的学生约翰·贝奴里(Bernoulli,Johann)给出了函数的明确定义:变量的函数是由这些变量与常量所组成的一个解析表达式。(定义2)并在此给出了函数的记号φx。这一定义使得函数第一次有了解析意义。 十八世纪中叶,著名的数学家达朗贝尔 (D’Alembert)和欧拉( Euler)在研究弦振动时,感到有必要给出函数的一般定义。达朗贝尔认为函数是指任意的解析式,在 1748年欧拉的定义是:函数是随意画出的一条曲线。(定义 3)在此之前的 1734年,欧拉也给出了一种函数的符号f(x),这个符号我们一直沿用至今。 实际上,这两种定义(定义 1和定义 2)就是现在通用的函数的两种表示方法:解析法和图像法。后来,由于富里埃级数的出现,沟通了解析式与曲线间的联系,但是用解析式来定义函数,显然是片面的,因为有很多函数是没有解析式的,如狄利克雷函数。 1775年,欧拉在《微分学原理》一书的前言中给出了更广泛的定义:如果某些变量,以这样一种方式依赖与另一些变量,即当后面这些变量变化时,前面这些变量也随之而变化,则将前面的变量称为后面变量的函数。(定义 4)这个定义朴素地反映了函数中的辨证因素,体现了“自变”到“因变”的生动过程 ,但未提到两个变量之间的对应关系,因此它并未反映出真正意义上的科学函数概念的特征,只是科学的定义函数概念的“雏形”。 函数是从研究物体运动而引出的一个概念,因此前几种函数概念的定义只是认识到了变量“变化”的关系,如自由落体运动下降的路程,单摆运动的幅角等都可以是看成时间的函数。很明显,只从运动中变量“变化”观点来理解函数,对函数概念的了解就有一定的局限性。如对常值函数 ,不解释 十九世纪初,拉克若斯( Lacroix)正式提出只要有一个变量依赖另一个变量,前者就是后者的函数。 1834年 ,俄国数学家罗巴契夫斯基(Лобачевский)进一步提出函数的定义: x的函数是这样的一个数,它对于每一个 x都有确定的值,并且随着 x一起变化,函数值可以由解析式给出,这个条件提供了一种寻求全部对应值的方法,函数的这种依赖关系可以存在,但仍然是未知的。(定义 5)这实际是“列表定义”,好像有一个“表格”,其中一栏是 x值,另一栏是与它相对应的 y值。这个定义指出了对应关系(条件)的必要性,把函数的“对应”思想表现出来,而“对应”概念正是函数概念的本质与核心。 十九世纪法国数学家柯西( Cauchy)更明确的给出定义:有两个互相联系的变量,一个变量的数值可以在某一范围内任意变化,这样的变量叫做自变量,另一个变量的数值随着自变量的数值而变化,这个变量称为因变量,并且称因变量为自变量的函数。(定义 6) 1829年 ,狄利克雷( Dirichlet)给出了所谓狄利克雷函数: y=1 当 x为有理数时; y=0 当 x为无理数时。这个函数并不复杂,但不能用解析式来表示,这一思想的提出,正是数学由过去的研究“算”到以后研究“概念、性质、结构”的转变的开端。 1837年他对函数下的定义是:在某个变化过程中,有两个变量 x和 y。如果对于 x在某一范围内的每一个确定的值,按照某个对应关系, y都有唯一确定值和它对应,则 y称为 x的函数; x称为自变量。(定义 7)这个定义的优点是直截了当地强调与突出了“对应”关系,抓住了概念的本质属性,只须有一个法则存在,使得这个函数定义域中的每一个值有一个确定的 y值和它对应就行了,不管这个法则是公式或图像或表格或其他形式;其缺点是把生动的函数变化思想省略和简化掉了。 ⒉以“集合”为基础的函数概念 函数的概念是随着数学的发展而发展的。函数的定义在数学的发展过程中,不断的改进,不断的抽象,不断的完善。十九世纪七十年代,德国数学家康托( )提出了集合论。进入二十世纪后,伴随着集合论的发展,函数的概念也取得了新的进展,它终于摆脱了数域的束缚向更广阔的研究领域扩大,使概念获得了现代化。 二十世纪初美国数学家维布伦( Weblan)给出了函数的如下定义:若在变量 y的集合与另一变量 x的集合之间,有这样的关系成立,即对 x的每一个值,有完全确定的 y值与之对应,则称 y是变量 x的函数。(定义 8)从这个定义开始,函数概念已把基础建立在集合上面,而前七个定义则是把基础建立在变量(数)上的。 随着时间的推移,函数便被明确的定义为集合之间的对应关系,其定义是: A和 B是两个集合,如果按照某种对应关系,使 A的任何一个元素在 B中都有唯一的元素和它对应,这样的对应关系成为从集合 A到集合 B的函数。(定义 9)此定义根据映射的概念,用“映射”观点建立函数概念,其又可叙述为:从集合 A到集合 B的映射 f: A→ B称为集合 A到集合 B的函数,简称函数 f 。(定义 10)以上三个定义,已打破数域的束缚,将集合中的元素改为抽象的,可以是数,也可以不是数,而是其它一切有形或无形的东西,如 X是所有三角形的集合, Y是所有圆的集合,则 f 可以是把每一个三角形映射成它的外接圆的映射。 对新函数定义可以这样理解:函数是一个对应(规则),对于某一范围(集合)的元素,按照这个对应(规则)确定另一个元素。这样函数概念从狭义的“变化”观点转化到较广义的“对应”观点,函数即是一个对应(规则)。 对函数概念用“对应”(“规则”)来理解比起最初阶段虽然揭示出了函数概念的实质,但它还不符合我们最低限度地使用未被定义的术语的意图。因为什么叫“对应”和怎样理解“规则”还需要定义,例如规则不同,那么是否函数也不同呢?如f(x)=x与f(x)=(1+x)-1当然是不同的规则但却定义了同一函数。 为了解决这一矛盾,二十世纪初,特别是在六十年代以后,广泛采用只涉及“集合”这一概念的函数定义,而集合作为原始概念是不予定义的,这样的定义是:设 A、 B是任意两个集合, f是笛卡儿集 A× B的一个子集,满足:①对任意的 a ∈ A,存在一个 b∈B,使得 (a,b)∈ f,②若 (a,b)∈ f, (a,c)∈ f则 b=c。则称 f为 A到 B的一个函数。记作 f:A→B。(定义11)这个定义利用“关系”这个概念,便给出了只涉及原始概念“集合”的函数的一般定义,即不需要用到“对应”,又避免了对“规则”的解释,只要集合理论适用一切数学领域,这样给出的函数定义总是适用的。它可称的上是最现代的定义了。 到此,“函数”最完善的定义(定义 11)已给出,作为数学中最基本的概念之一,已把基础直接建立在集合上面,即把函数看作是从一个集合到另一个集合的对应,它和“映射”实际上是一回事。 三、新旧两种定义的比较 比较新定义(把以集合为基础的函数定义称为新的定义方式,而以变量(数)为基础的定义称为旧的定义方式。)和旧定义,它们之间有两个重要的区别: ⑴旧定义是建立在“变量”这个基本概念上的,而新定义则建立在“集合”这个基本概念上。什么是变量呢?通常把它理解为在选定一个单位以后,可加以度量的东西,如长度、质量、时间之类,这种理解一方面太疏于笼统,只能通过举例来说明,而难于加以精确化;另一方面,由于涉及大小关系,嫌过于狭窄,无法体现应用上的普遍性。其次,即使什么是“量”的问题不存在,作为变量,它须在某一范围取值(不一定是数值),这一定范围实际上就是事先得假定的一个集合 A(它构成函数的定义域),所谓“变量取值 a”,实质上就是“ a属于 A”的一种变相迂回的说法。可见,在变量的概念中已蕴含集合的思想。 ⑵旧定义中以“因变量”为函数,而新定义中则以“对应关系”为函数。函数概念的实质,主要的并不是因变量要随自便量“变”,而是两集合之间存在某种确定的对应关系。显然,新定义更能直接地揭示出函数的实质。

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电声小提琴是通过电来发声的,而传统的小提琴是通过共振箱的共振发声的 电声小提琴是近代的产物,它比起传统的声学提琴来有几个优点,一个是公共场合的演奏声音更饱满音色更亮,而传统的小提琴的话,不是用很优秀的琴就可能无法得到完美的演奏效果,因为室外的很多东西可以吸音.其次是电声小提琴的音色可以调节,并且有时候琴身的特殊设计可以让演奏家在拉小提琴的高把位的时候更加舒适. 所以,电声小提琴琴适用于大型的露天的场合,如果使用得当,可以获得很好的演出效果. 当然,它也有不及传统的小提琴的地方,那就是它的音色被认为无法与传统的声学小提琴相媲美,这点很难让传统的演奏家们喜欢上这种新型的乐器.小提琴(violin)是一种超擦奏管弦得鸣提乐器。它广泛流传于世界各国,是现代管弦乐队弦乐组中最主要的乐器。它在器乐中占有极重要的位置,是现代交响乐队的支柱,也是具有高难度演奏技巧的独奏乐器。现代小提琴的出现已有300多年的历史,其制作本身是一门极 小提琴为精致的乐器。小提琴音色优美,接近人声,音域宽广,表现力强,从它诞生那天起,就一直在乐器中占有显著的地位,为人们所宠爱。如果说钢琴是“乐器之王”,那么小提琴就是乐器的“王后”了。 几个世纪以来,世界各国的著名作曲家写作了大量的小提琴经典作品,小提琴演奏家在这种乐器上发展了精湛的演奏艺术。小提琴既可以合奏,又可以进行独奏。 小提琴是一种四条弦的弓弦乐器,是提琴家族中的主要成员(该族系中的其它成员是:中提琴,大提琴和低音提琴)。现代小提琴起源于意大利的克瑞莫纳,在1600-1750年间成为最大的小提琴制作中心。著名的制琴大师有:Nicola Amati(尼古拉·阿马蒂),Antonio Stradivari(安东尼奥·斯特拉底瓦里),及Giuseppe Guarneri (吉塞浦·瓜奈里);他们制造的乐器至今都是无价之宝。小提琴的五度定弦为:g, d1, a1, e2, 音域超过3 个半组,是所有管弦乐团必不可少的乐器,也是乐器之后。编辑本段形状构造小提琴由30多个零件组成。其主要构件有琴头、琴身、琴颈、弦轴、琴弦、琴马、腮托、琴弓、面板、侧板、音柱等。 小提琴共有四根弦,分为:A弦,E弦,D弦和G弦。 小提琴主要构件小提琴琴身(共鸣箱)长约厘米,由具有弧度的面板、背板和侧板粘合而成。面板常用云杉制作,质地较软;背板和侧板用枫木,质地较硬。琴头、琴颈用整条枫木,指板用乌木。小提琴的音质基本上取决于它的木质和相应的结构,取决于木材的振动频率和它对弦振动的反应。优质琴能把发出的每个声音的基音和泛音都同样灵敏地传播出去。 小提琴有琴弦4根。原均为羊肠制的裸弦,约从18世纪起,低音G弦常包以银丝,使其反应灵敏。现代则将G、D、A3根弦用缠金属丝的羊肠弦或钢丝缠弦,晚近也用尼龙弦。E弦改用钢丝弦,使其在高音区的音色更佳。 小提琴制作成现代这种样式,并非完全从形态美观出发,而是有其音响上和演奏上的需要。小提琴面板和背板有弧度,使其共鸣良好,发音洪亮;琴的腰身狭窄,便于演奏高把位和低音弦;面板和背板加嵌条,除防止木板开裂外,对琴的音质也起一定作用。面板与背板中间有音柱支撑,其位置变化对小提琴音色影响明显。面板左下面粘低音梁,既起加固作用,又具音响作用。小提琴表面的油漆如太硬、太软,或 小提琴琴弓漆得不匀,都会有损于音质。当琴弓与琴弦摩擦使琴弦振动时,通过琴马引起面板振动,又通过音柱使背板振动,E弦振动较少,而G弦振动较大,从而使低音梁有更大振动,并造成共鸣箱的振动。能否使琴声得以充分发挥,取决于琴弦及其张力、琴马质量、运弓的压力和速度。要想把琴的各种音质都表达出来,还要加上演奏者的弓法、指法和揉弦等演奏技巧。 尺寸适用对照表 规格 尺寸 适合年龄 备注 1/8 255mm 4-5岁 1/4 280mm 6-8岁 1/2 310mm 9-11岁 3/4 335mm 12-14岁 身高稍小的成年人,或身高米左右的人 4/4 356mm 15岁以上 身高以上 1/16 基本上作为模型或者摆设的居多编辑本段发展简史目前对小提琴最早的明确记载是 Jambe de Fer 于1556年出版于里昂的《音乐摘要》(Epitome musical)。此时小提琴已经传遍欧洲。但关于小提琴的起源,史学家有许多不同说法,有一说是起源于“乌龟壳琴”,有个年轻人在沙滩上散步,忽然听到一种悦耳的声音,他仔细一找,原来是踢到空龟壳,龟壳震动发出的声音。他回家一琢磨,发明了一种类似空龟壳的乐器。这就是小提琴的开山鼻祖。后来,人们把它演变成现在的样子,可“万变不离其宗”,小提琴的琴孔还是龟背壳演变的样子。有说是起源于北非,有说是起源于印度,也有说是起源于西欧等等。有这么一个传说:5千年前斯里兰卡有一位君主名叫瑞凡那,他把圆柱形的木头掏空制成了与我国二胡极为相似的乐器称瑞凡那 高档小提琴斯特隆(Ravanastron),在漫长的历史长河中,瑞凡那斯特隆随着贸易往来而流传四方,这便是小提琴的鼻祖了。不过从有史料记载起,最早的小提琴是由一位住在意大利北部城镇布里细亚(Brescia)名叫达萨洛制成的(Gaspa ro da salo 1542-1609)。但在同一个时期,格里蒙那(Cremona)城中的A.阿玛蒂(AndreaAmatil520-1580),也制作了与现代小提琴更为相近似的小提琴。从16世纪到18世纪,意大利的小提琴制造业随着音乐艺术的空前繁荣而得到了迅速的发展,出现了G.P玛基尼、N.阿玛蒂、A.斯特拉第瓦利和C.爪内利四位杰出名匠。18世纪以后,世界各国的小提琴制造业都是仿照意大利这些小提琴制作者的琴型和尺寸来制作小提琴的。近百年来,小提琴的结构也没什么大的改变,从这个意义上讲,意大利是小提琴的故乡。而玛基尼、阿玛蒂、斯特拉第瓦利、瓜内利当年所制作的小提琴,现今已成了稀世珍宝、旷世杰作。 最早的现代意义上的小提琴大约产生于十六世纪中叶,那时的许多珍品现在还保存在欧洲一些博物馆内。小提琴的起源可以追溯到2000多年前的埃及乐器“里拉”(Lyre),十五世纪,意大利人对其进行了改革,并用马尾制成弓子拉奏,定名为Violin,即小提琴。后又经过多年演变,小提琴的形成与制作才基本固定下来。 现存最早的小提琴是一把“查理九世”(Charles IX),由安德里亚·阿玛蒂在1560年制作于意大利北部城市克雷莫纳(Cremoa)。而至今为止最有名的小提琴,应该是安东尼奥·斯特拉底瓦里(Antonio Stradivari)1716年制作的“弥赛亚”(Le Messie),也作“Salabue”,这把琴现藏于英国牛津的Ashmolean博物馆。 现藏柏林的一把斯特拉迪瓦里琴近代小提琴约在1550年就已为人们所熟悉,系由当时流行的乐器雷贝克和臂提利拉琴演变而来。通常所说小提琴前身维奥尔,在构造、调弦、演奏技巧等方面,对现代小提琴的形成都无决定性影响。人们曾普遍认为意大利北部的米兰、威尼斯、布雷西亚和克雷莫纳一带是小提琴的诞生地。16世纪后期,意大利的小提琴制作业出现了两个著名的小提琴制作流派,一派是以阿马蒂父子为代表的克雷莫纳制琴派;另一派是以萨洛的加斯帕罗(1540~1609)和他的学生.马吉尼为代表的布雷西亚制琴派。这两派制作的小提琴各有特长,经历了几百年,至今仍属上等珍品。 1650~1750年,是小提琴制作的黄金时代,出现了许多著名小提琴制作家,如N.阿马蒂、J.斯坦纳,以及被人们认为最杰出的制作家A.斯特拉迪瓦里和G.瓜尔内里等人。阿马蒂所制小提琴的面板和背板弧度较大,音质好,用来演奏室内乐,有如明亮的女高音。18世纪后期,.维奥蒂赞扬了斯特拉迪瓦里琴,维奥蒂的老师G.普尼亚尼与N.帕格尼尼喜爱瓜尔内里琴之后,这两位制琴大师的作品才被人们所欣赏,并取得了巨大名望。斯特拉迪瓦里和瓜尔内里琴具有在大厅中演奏协奏曲时所需要的音响传送力。 18世纪后,小提琴制作业的领先地位从意大利转至法国。这个时期小提琴的造型不断改进,已取得更大音量和更好的音质。法国制琴家N.吕波(1758~1824)以斯特拉迪瓦里为典范,把法国的制琴技术和意大利的制琴技术结合在一起。与此同时,法国的F.图尔特(1747~1835)约在1785年对琴弓的长度、重量、形状、装置等方面又进行了重大改革。小提琴在这个时期的发展,反映了J.海顿、.莫扎特和 贝多芬作品中具有的歌唱性,以及运弓方面的更大变化等对小提琴性能上的要求。 1789~1799年,法国大革命之后,随着贵族与皇室的衰落,音乐也从宫廷走向民间,出现了为公众服务的交响乐队和音乐厅。为适应环境的变革,小提琴需要增大音量。18世纪末~19世纪初,小提琴琴颈加长变细,并向后倾斜:指板变长;琴马变高,并具更大的弧度;G弦早已包有银丝。这些变革的目的是为适应更大的张力。琴弦的增长使琴面上的压力增大,于是低音梁变长变厚,音柱也加粗,以此获得更大更有力的声音。1820年前后L.施波尔发明了腮托,使左手从完全承担持琴的作用中解放出来。腮托的设置,使左手在换把、揉弦、按弦更加自如。 小提琴18世纪末,音乐学院在欧洲相继出现,它使小提琴的需求量大大增加,从而促进了机器制琴业的发展。法国的米尔库、德国的米滕瓦尔德都是大量生产小提琴的地方。法国的.维约姆是 19世纪制琴业的著名人物。 维约姆雇用一些工人,在他的指导下制造小提琴,并以其名为牌号出售。他从世界各地搜集到许多散失在私人手中的优质琴,把它们送到演奏家、收藏家的手中,或者是博物馆。 巴洛克时期的德国伟大作曲家巴哈曾于1720年为小提琴创作了六首无伴奏作品:三首奏鸣曲,三首古组曲,是小提琴独奏曲的精华。今天请朋友们欣赏的是:巴哈的《 E大调前奏曲》,选自其第三首无伴奏组曲,由20世纪杰出小提琴家Itzhak Perlman 于1988年录制。它使用的是Guarneri – Gesu 小提琴,制作于1740年。 西洋小提琴传入中国是在清朝末年(约1920年代)。民国初,学堂音乐教育兴起,人们对外国音乐发生兴趣。从1920年代开始,世界著名小提琴大师先后到中国演出,鼓舞了许多热爱音乐的青年学习小提琴,并随之在北京,上海,广州,福建等地创立了音乐专科;许多高水平的小提琴家来华工作,同时也培养了众多中国自己的教师和演奏家,如:马思聪,刘天华,冼星海和黎国荃等。从这一时期开始,也陆续出版和翻译了不少《小提琴演奏法》,并有作曲家创作出许多经典的中国小提琴曲,像是《梁祝》和《苗岭的早晨》等,都是由上海音乐学院教授陈刚先生所作。 中档小提琴从1980年代开始,一批中国自己培养的青年小提琴家分别在众多的国际大赛中获奖,胡坤既是其中第一位。他曾在北京中央音乐学院师从林耀基教授,并获得芬兰西贝柳斯国际小提琴比赛的第五名好成绩。请欣赏他1999年演奏的《苗岭的早晨》,由陈刚根据苗族口笛独奏编曲。胡坤现在任教于英国梅纽因音乐学校和皇家音乐学院,他使用的是一把制作于1734年的小提琴。 中国在小提琴制造上,近年享有国际声誉。广州乐器厂陈锦农所制红棉牌小提琴,1980年获美国第4届国际提琴制作比赛“音质金奖”;北京提琴厂戴宏祥所制小提琴,获1983年于联邦德国卡塞尔市举行的斯波尔国际提琴制作比赛的“音质金奖”。编辑本段演奏艺术演奏 高档独奏小提琴艺术的发展 16世纪,小提琴开始在意大利出现时,一般用来伴舞、伴唱,或直接演奏歌曲。17世纪初,随着小提琴奏鸣曲的出现,演奏技术也相应发展。C.法里纳(约1600~约1640)在1627年的创作中,就采了用双音、震音、颤音及高把位,并模拟猫叫、狗吠、笛、鼓、吉他等声音。一些演奏家与作曲家也竞相仿效; 于是模拟杜鹃、夜莺、公鸡等声音的作品,充斥于当时的乐坛。直到17世纪后半叶,意大利作曲家和小提琴家A.科雷利才把小提琴艺术引上了正途。编辑本段演奏要点小提琴属于歌唱性的旋律乐器。因此,如何在小提琴上发出歌唱般的丰满、动听的声音,是小提琴演奏中最为重要的问题。就小提琴的演奏技术来说,有以下各种主要基本功。运弓优秀的演奏家能在小提琴上发出千变万化的声音,就运弓而言,取决于运弓的速度、弓在弦上的压力以及弓和弦的接触点这3种因素的不同结合。小提琴的弓法繁多,就其主要的有以下几种:①分弓:一弓演奏一个音,音要拉的干净,清楚;②连弓:一弓演奏许多音,在很多乐曲中都会用到,是最常用的弓法之一;③顿弓:音与音之间断开;④跳弓:弓毛离开琴弦。这4类弓法是最基本的,在20世纪中期,连顿弓,即在一弓中连续快速演奏许多音与音之间是断开的音,被人视为绝技,随后又出现了“自然跳弓”,即弓毛在琴弦上,而听起来或看起来像跳弓一样。所以人们把小提琴演奏艺术称之为“运弓的艺术”。音准歌唱和乐器演奏中所发的音高,能与一定律制的音高相符,称为音准。有些乐器在制造或调音时就有音准要求。歌唱和乐器演奏过程中,随时都要通过演唱者和演奏者的控制来解决音准。音准的取得,有赖于敏锐的听觉、优良的乐器、精湛的技巧与适宜的演出环境。乐器的形体结构、音孔位置、张力变化以及空气湿度,都与音准有关。就弦乐器讲,长时间演奏及气温上升,均使弦松弛,因此弦乐器音准的突出问题是如何矫正偏低。就管乐器讲,虽然气温上升使管体略微伸长,但同时气压降低,声速提高,频率也随之增高(据实测,气温每升10℃可使管乐器发音升高3音分),因此管乐器音准的突出问题是如何矫正偏高。歌唱及弦乐器、管乐器的音准,当有钢琴伴奏时,都以平均律为准则;但由于平均律的许多音程听起来并不严格协和,所以在独唱、独奏、重唱、重奏时,常常需要偏离平均律而趋近纯律或五度相生律,才算达到音准要求。揉弦揉弦是小提琴,二胡,吉他等弦乐演奏所掌握的最具表现力的演奏技巧之一。在乐句适当的地方加上适当的揉弦,会比没有揉弦的乐句在声音上要生动的多。 揉弦是一个小提琴演奏很有表现力的技巧,用它可以来表现不同风格和特征的每一个音或每一个乐段。揉弦的要点是怎样找到手的最佳动作,用速度快慢、揉弦宽窄来演奏出每一个乐段独特的风格和特征。 肘臂揉弦和手腕揉弦,两者都要练习。以能够表现出最好的音乐特征,来选择揉弦的速度和宽窄。 有几种方法,初学者可以试试,可能会有利于学习揉弦: 1.一是做指端关节前后屈仰动作。先在桌子上练,分别练习各个手指一关节向后躺下(不是完全贴在桌子上),再立起的动作,再分别作左右晃动。由快到慢,最后五个指头一起练习。 2.首先应学会手腕揉弦。其方法可先将手臂放在大腿上或椅臂上,然后将手腕放松前后摇动,力求平均,待动作习惯自如后,再放到指板上练习。 同时要注意: 在手腕前后揉动时,带动手指的关节,手指的触弦点不能随着手腕的揉动而移位。在练习手腕揉弦时,可先从三指开始。因为用三指揉动可以使动作更为宽松,然后再练习二指和一指。而练习四指时,还可将三指紧靠四指帮助揉动。这样的练习会使颤动的效果更为自如。在手腕揉弦练习的基础上也可逐渐学习和熟悉手臂的揉弦和手指的揉弦。目的是为了更好的丰富演奏上的表现力,适应于各种力度和情绪变化的需要。 3.还有大臂揉弦、手指揉弦。大臂揉弦多用于长的重低音,主要体现出乐曲的浑厚和伤感,手指揉弦多用于半拍的高音,可以表现出乐曲的欢快和优美,而想学好这些,前提是熟练的掌握手臂揉弦。把位左手手指在指板上的位置,称之为把位。靠近琴头的把位为低把,靠近琴马的为高把。从一个把位换到另一个把位,称为换把。换把位的方法有多种,例如空弦换把,同指换把,不同指以及泛音换把等。换把时产生非音乐需要的滑音,是技巧训练不足的标志。滑音可以使音与音之间的连接富于变化,增加一个优美的过度。特别是结合换把使用滑音,是一种富于表现力的演奏手段。双音与和弦小提琴可以同时演奏两个音甚至是3个音,也可以分奏4个音的和弦,这不仅丰富了它的表现力,并可不依赖其他乐器的伴奏进行单独演奏。小提琴的三度、六度、八度以及十度双音音阶,是演奏双音的基础,也是小提琴家必须终身练习的一项基本功。小提琴演奏中的左手颤音、泛音、拨弦等,都是一些高深的技巧。 双手技巧 小提琴的左手技巧:音阶、双弦、换把、颤指、泛音、拨奏。 右手技巧有:连弓、分弓、顿弓、跳弓、波弓、击弓、碎弓。 等等。小提琴家的魅力不少在于右手神奇的运弓。 小提琴特殊奏发在总谱中的标记: 拨弦:pizz 恢复正常演奏为arco 靠近琴马:sul pont恢复正常演奏为ord 靠近指板:sul tasto恢复正常演奏为ord 弓杆击弦:col legno恢复正常演奏为arco 加弱音器:con sord摘除弱音器为senza sord 另外在管弦乐里分部为div,齐奏为unisppp 最弱 pp很弱 p弱 mp中弱 mf中强 f强 ff很强 fz最强 fz或sf加强音 pizz拨奏 arco用弓拉奏(在拨奏之后) solo独奏 tutti全奏(全乐队) 8va高八度 .全弓 .上半弓 .下半弓 M.中弓 Fr弓根 Sp弓尖

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是sci,所属分区:3区。国际标准刊号:ISSN 1077-5463;EISSN 1741-2986。Journal of Vibration and Control《振动与控制杂志》简介,期刊简称J VIB CONTROL 参考译名《振动与控制杂志》 核心类别 SCIE(2022版), 目次收录(知网),外文期刊。

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