【钢琴调律作业分析6400字（论文）】

钢琴调律作业分析目录TOC\o"1-2"\h\u10057前言 1255611.钢琴调律的正确施力姿势 1278841.1.调律的基本姿势 195611.2.操扳姿势与手法 244321.3.“压扳”现象介绍 374592.张弦系统 372172.1.张弦系统的介绍 3169963.1.张弦系统受力分析 51249M回=12Td（2） 61543.2.“压扳”实验及结果分析探究 723698参考文献 9摘要：本文首先对立式钢琴的调律作业时，会采用的调律姿势与手法进行了简述，继而简述了张弦系统的相关结构与工作原理。通过对张弦系统进行性受力分析研究并进行相关实验，从而得出调律手法对音准稳定性的影响的结论。关键词：立式钢琴调律操扳姿势张弦系统音准稳定性前言调律师在调律过程中由于不规范的操作会导致在调律时存在“压扳”的现象，这一现象的不断出现，引起了笔者思考。笔者将在本文中从钢琴的结构以及调律时张弦系统拉力变化分析的方面去证明在正确运扳方式下，音的稳定性会更好。钢琴调律的正确施力姿势调律的基本姿势调律姿势的正确与否是音律调准的必要因素。钢琴调律的基本姿势主要分为两种，即“站姿”与“坐姿”。“站姿”是指调律师站着对立式钢琴，进行调律作业；而“坐姿”则是调律师坐着进行调律作业。卧式钢琴由于其弦列布置呈水平方向，进而卧式钢琴的琴体高度更适合利用“坐姿”来进行调律作业。而立式钢琴则不同，首先立式钢琴工作面高度具有不确定性。立式钢琴区别于卧式钢琴，其弦列布置呈垂直方向，于是不同品牌、不同型号的立式钢琴，因为其自身的规格不同而导致了它们的弦轴工作面高度各不相同。其次，因为不同品牌、类型的调音扳手手柄的规格不同，其长度也是不尽相同的。因而当在调律作业中扳手套上弦轴后，手柄的作业高度便也是随之变化的。立式钢琴中，进行调律作业时，调律扳手手柄在作业的方向是与弦轴板平行的，其高度的变化和弦轴的垂线与手柄所形成的角度有关,并且作业高度的变化随着这个角度的变化而变化。所以从作业高度来说立式钢琴多采用“站姿”调律。一般来说，小于1:1.5比例的调律者选择“站姿”，而大于1:1.7比例的调律者选择“坐姿”所以钢琴高度与调律者身高所形成的比例也对调律姿势选择起着一定的影响。因此，应该视具体的情况选择更合适的调律姿势。操扳姿势与手法钢琴的每根弦轴都有着一个大约700牛顿的拉力作用，为了能够让弦轴在承受这样强大的压力的情况下而不发生弯曲、变形、松动等情况,弦轴和弦轴板的制作材料就需要有极高的要求；并且两个零件在制作的流程及标准上有规范的要求。弦轴板是由数层较薄的板粘接而成，在工艺上要求相邻两张板的木纹走向互相垂直,这种设计首先有利于弦轴板的稳定,让弦轴板可以更好地平衡弦张力；其次可以增强弦轴板对弦轴的握定力，为回转运动提供极大的静摩擦阻力。并且在弦轴板上钻弦轴孔时,它的直径小于弦轴直径,弦轴向上约5～10度的仰角,通过这些途径可以让弦轴在张弦时具有更强的稳定性,既不损伤弦轴木圈、弦轴孔,也能够尽量保持音准的稳定性。由此可见，音准的稳定性与钢琴的工艺有关。除此之外，正确的操扳姿势与手法也是使音律稳定的重要因素之一。操扳姿势钢琴的调律姿势，是根据作业内容会有着相对应各种各样的姿势，以便调律师进行调律作业。其中，右手握扳左手击键式是我们在本科阶段所学习的调律姿势，且在立式钢琴调律作业中也是最为常见的一种姿势。[2]钢琴调律的本质其实是靠钢琴调律扳手使钢琴弦轴发生转动来实现的。调律作业中，将扳手头部套筒套上弦轴，向顺时针方向扭转,会使琴弦绷紧,音调随之变高；向逆时针方向扭转,则会使琴弦放松，音调随之变低。调律作业扳手柄的运动轨迹应在垂直向上向左或向右45度之内移动，这是钢琴调律作业的最佳操作位置。以右手持扳为例,右手需握住调律作业扳手手柄,用手腕、手指、手臂一起控制调律作业扳手的转动,在规定位置内操作。不同长度的扳手，力臂不同所以在操作时，需要的对于力量的控制也不同。手肘的支撑作为调律作业中的支点也非常重要，在对一个音进行调律时，支点不可随意移动，并保持力的作用。立式钢琴由于绕弦方式的原因，琴弦通常位于弦轴的左侧并呈逆时针绕挂。经过专业训练的调律师可以使用调律扳手，通过旋转弦轴来改变琴弦原有的弦张力,从而校准钢琴的音高,直到整台钢琴的调律工作完成。调律扳手套筒为八边形，使其有八个不同的受力方向为的是更贴合弦轴，并且便于调律师的操作。在调律作业时,要尽量将调律作业扳手头部的套筒插到底即尽量插到靠近弦轴根部的位置,这一操作可以使扳手套筒内部的螺纹与弦轴完全咬合，减少调律时不必要的误差。调律扳手在转动时所产生的运动轨迹平面一定要与弦轴板的平面呈平行关系,转动弦轴的立体位要准确,不能朝内侧或外侧的方向用力,调律作业扳手转动幅度要求可以做到均匀而缓慢。扳手的方位,应避免与弦轴所受的其他力重叠,调律作业扳手套在弦轴上时,手柄与垂直方向的倾斜度左右不得超过45度。调律手法钢琴琴弦处于张弦状态时,琴弦在张弦系统上存在多个节点，分别是压线条、弦桥、弦码和别弦钉，这些与琴弦接触的位置都会产生磨擦力，这些摩擦力的对抗力全部由弦轴孔对弦轴的握定力提供。这种摩擦力如不及时消除，在以后的使用过程中释放出来,带动弦轴转动，影响琴弦的弦张力和音高,这是造成音的不稳定的主要原因之一。所以调律师要用正确的调律手法削弱这些应力,使音律更稳定。“拉幅”和“回扳”这两种调律手法对音准的稳定性起着重要的作用。所谓“拉幅”是指用调音扳手向右作业过目的音高值，大于目的音高值0.1拍~0.5拍，使弦轴自然的回到目的音高值，即消除弦轴弹性变形所回复的量。“回扳”是指调律师在调律作业中设置拉幅后为更快使弦轴恢复到准点位置的辅助调律手法，其作用是帮助音的稳定，减少调律作业时间等。调律时,需要先将每根弦的音高都提升至相较于标准音高略高一点的位置,然后右手反向适当加力,同时左手重击相应琴键,使音达到标准的音高。重击琴弦的目的在于使琴弦充分的振动，加快琴弦在与压线条、弦桥、弦码和别弦钉的接触点上磨擦应力的释放;右手反向加力的目的在于消除琴弦轴处的磨擦应力。“压扳”现象介绍“压扳”是指在调律作业时会施加向里或向外扳动调律作业扳手的一个力。这是一种错误操作，这种操作会使弦轴弯折,也不利于弦轴孔保持足够的握钉力，更会使得音的稳定性不够。张弦系统张弦系统的介绍张弦系统是由弦轴、铁垫板、压弦条、弦轴板、码钉、弦枕、弦码、铁垫板、挂弦钉、琴弦、音板、别弦钉以及弦桥等部分构成（如图1）。在整个张弦系统中，弦列是在整体设计中最基本的问题。在任何一台钢琴上，琴弦的连接方式如图1中，都是从1-弦轴开始，经过4-弦枕，再经过9-弦码使其改变一个走向，挂在铁支架的11-挂弦钉上，然后以相同的方式回到另一个弦轴上（如图1）。张弦系统的结构原理张弦的结构原理是指通过圈挂或绕挂的方式将琴弦的一端固定在挂弦钉上，琴弦经过第一个支点——弦码时，可以改变其纵横走向。然后，琴弦经过第二个支点——弦枕，到压弦杆(或称压弦条)时，可以改变其纵走向。最后，琴弦的另一端缠绕着挂在弦轴上。从张弦系统的结构原理来看，琴弦的定位装置是由弦轴板、弦轴、压弦杆（别弦钉）和弦枕组成。而弦压装置则是由弦码、弦码钉和挂弦钉组成。张弦系统的工作原理张弦系统的工作原理分为三部分，分别是固定端、活动端和有效弦长。在立式钢琴中，固定端是指琴弦从挂弦钉一端到上弦码钉的弦段。由于挂弦钉非常牢固，有一定的强度，因此，固定端可以起到固定弦的作用。同时，固定端还可以传递弦振动的能量，但这种传递的能量会受到夹角大小的影响。从卷绕在弦轴的一端到铁支架弦枕处的弦段为弦的活动端。活动端又被称为“定位弦段”，是因为在活动端采用了卷轴的形式，可以调节弦的张力，定位琴弦。与挂弦钉相同，弦枕也十分牢固，可以起到固定弦的作用。而有效弦长则是指前弦码钉到弦枕的这段距离。顾名思义，有效弦长是按照一定的频率产生有效的振动，是钢琴的发音源。[4]即可映射到弦列的设计中，在弦列设计时，需要以弦列的设计原点为中心，根据整琴的高度设定音源系统的大小，从而确认弦列的走向、间隔与长度。在弦列长度的设计中，主要涉及到两个部分的考量，即有效振动弦段（下文简称“有效弦长”）与无效振动弦段（下文简称“无效弦长”）。有效弦长指弦列以4-弦枕为起点至第一个8-1上别弦钉的弦长(如图1中的Ⅱ部分)，此段弦列的长度基本决定了该弦列的音高范围。无效弦长指除了有效弦长以外的弦列部分(如图1中的Ⅰ、Ⅲ两部分)，包括了1-弦轴到2-压弦条或4-弦枕、8-1上别弦钉到11-挂弦钉的线段，这部分弦段在演奏过程中是不参与弦列振动的，其主要的作用是张挂琴弦、平衡弦张力以及将琴弦振动通过弦码传递至音板。图1（图源网络）张弦系统中弦轴的力学分析及“压扳”实验图1（图源网络）张弦系统受力分析钢琴调律作业之前与后,钢琴琴弦的弦张力会发生极大变化,钢琴琴弦弦张力的变化又能够引起音板与钢琴外壳的形变,这对音高就有了明显的影响。一般说来,钢琴调律作业基本都是从音高上由低向高做出调整,钢琴琴弦张力也随之增加,弦张力的增加会使每个音都出现一个与之相反即降低的趋势。因此，调律师需要加强对琴弦张力变化的关注。张弦系统结构大部分受到的力均为拉力与摩擦力，而钢琴调律作业时，调律扳手作用于弦轴，给弦轴施加了一个驱使其转动的力，当这个力大于弦轴与弦轴板之间的摩擦力时，弦轴发生转动带动琴弦，使得琴弦张力改变，所以下文主要着重于弦轴部分的力学分析。立式钢琴弦轴的力学分析在理想状态下忽略一些非必要条件，，每条钢琴琴弦的振动频率大体上都满足理想钢琴琴弦振动频率的公式为:f=公式（1）中：f为琴弦的振动频率，l为琴弦的有效长度，T为琴弦的张力，m为琴弦单位长度的质量。此公式表明，钢琴琴弦的振动频率与钢琴琴弦的张力的平方根成正比例关系，既可说明调律扳手向右作业，将琴弦上紧时，琴弦的弦张力增变大，琴弦的振动频率变高；而调律扳手向左作业，将钢琴琴弦弦放松时，钢琴琴弦的弦张力变小，琴弦的振动频率也变低。当琴弦拉紧后，其会对弦轴施加一定的作用力（此处为向下的拉力），使得调律作业到达“准点”后弦轴会有一个“回转”的现象。弦轴的回转力矩设钢琴弦轴的直径为d,琴弦的张力为T（如图2）,张紧的琴弦不仅向下拉扯弦轴，而且这个力还使赋予弦轴一个有着回转趋势的力矩，该力矩可以表示为：M回=1图2（图源网络）弦轴孔对弦轴的支撑及握钉力矩图2（图源网络）弦轴板的握钉力表现在两个方面：（1）是弦轴被琴弦下拉对轴孔产生的回转的力；二是弦轴孔内壁与弦轴摩擦对弦轴的回转所产生的阻碍的力。设k为弦轴与弦轴板孔内壁之间的摩擦系数，P为弦轴与弦轴孔孔壁所产生的圧力，则阻碍弦轴回转的握钉摩擦力（式2）大致可表示为：f=kP（3）由这个力衍生出的握钉摩擦力的力矩则可以表示为：M保持张弦系统内每根弦穏定牢固的基本条件就是“弦轴板的握钉力矩必须远大于钢琴琴弦拉力对弦轴产生的回转力矩”，即为1因为12kPd≫1弦轴被琴弦下拉对轴孔产生的力也形成了一个向下使弦轴产生晃动的力矩，这是一个有害力矩。另外，弦的拉力传递到紧固的弦轴中心，同样也形成了一个拉力，这个力也使弦轴受到一个使其本体在弦轴孔内晃动的力矩，所以其也是一个有害力矩，这两个力矩使弦轴在弦轴孔内晃动，严重时甚至可以使弦轴折断，且这两个力本身对弦轴有拉力作用，这会破坏了弦轴与弦轴孔孔壁的摩擦。综上所述，如若在调律作业中存在“压扳”现象，则会对弦轴产生额外的力，其方向不在垂直与水平方向上，是一种上折或下折的力，此力的会使弦轴产生不良形变造成损害；更会再增加一个有害力矩，使得弦轴的磨损加剧并增加了弦轴断裂的可能性。“压扳”实验及结果分析探究此“压扳”实验是分别选取一根缠弦与一根裸弦，在排除设置“拉幅”以及回板的情况下进行测试。首先我们取实验对象13A（低音缠弦）与37A（中音裸弦）用调音器校对好音准并记录其音高数值将这两个数值记为原点0，然后第一组数据为正确操扳且在不设置“拉幅”和回板操作的情况下，直接将两个音拉到准点后重击键确认，测出两个音在重击键后的音高数值（如表1）；第二组数据为向内压板即向弦轴板方向压扳且不设置“拉幅”和回板操作，将两个音拉到准点后重击键确认，测出两个音在重击键后的音高数值（如表1），第三组数据为即向操作者方向压扳且不设置“拉幅”和回板操作，将两个音拉到准点后重击键确认，测出两个音在重击键后的音高数值（如表1）。通过表1实验数据可看出向内压扳后测得的数值与原点0差值较大，说明其音高在重击键确认后与标准音准相差较大，且其差值大于正确操扳下不设置“拉幅”和回板操作情况与原点0的差值，说明向内压板操作后得到的音准没有正确操扳后得到的音准稳定；反观向外压板后测得的数值，其数值基本与正确操扳情况下的数据无异，但是从上文讨论力矩时得知此摩擦力公式为：f=kP调律后音是否稳定，其根本上极大程度是取决于琴弦的弦张力是否稳定，而弦张力的稳定，主要依赖于弦轴与弦轴板孔壁间的摩擦力是否足够，摩擦力接触面的粗糙程度决定了k的大小，也影响到接触面的P，从3.1.3得知压板动作给弦轴带来的有害力矩，且施加的力是一种上折或是下折的力。这种力的作用类似于杠杆，其支点为弦轴孔的孔口，而另一端则是弦轴孔内壁，如果在调律作业中长期有压扳的习惯，在频繁的转动和晃动弦轴中，一定会对弦轴空内壁粗糙面以及弦轴孔孔口造成磨损，从而破坏粗糙面与弦轴之间产生的摩擦力，且摩擦力会越来越小，导致弦轴板的握钉力减弱，弦轴的回转力会大于握钉力，造成回转过多，最终导致音准不能稳定。表1调律手法对音准稳定性的影响表1钢琴调律靠的是调律扳手转动弦轴，转动的方法有两种，一种为“拧转”，一种为“碰拽”。本科期间，我们所学的调律手法即为“拧转”法，这种调律方法需要用手柔韧的转动弦轴，需要调律师对扭转的量有细致的把控；“碰拽”的调律手法就是用手对调律扳手加以转动的冲量，例如用手拍打调律扳手，使扳头与弦轴发生一定碰撞，促使弦轴有短促的转动。两种调律手法褒贬不一，通常调律师都认为“碰拽”的调律手法在很多时候施力较猛，会对弦轴造成损伤且施力方向不能完全掌控也会造成“压扳”的情况所以不提倡，都是以“拧转”为主。笔者认为，对于两种调律手法应视情况而定，例如每架琴琴弦的张力状态、弦轴的松紧程度等。钢琴的每根琴弦都会跨过弦枕两侧，弦枕一般有弦列共用的长条弦枕以及各音独立的带孔铜头弦枕两种。弦枕常常对琴弦有较大的阻滞作用，尤其是独立的带孔铜头弦枕。“碰拽”的调律手法用在紧弦时，由于弦枕有阻滞的情况，上半段琴弦受力不能及时的传递到下半段琴弦，从而易使上半段琴弦出现断裂的情况。在音差较大情况下，“碰拽”法也存在可能因调律幅度过大、所施的力过强而易使上半