二胡振动发音中的力学特点和一些问题的解决


        一、二胡演奏时产生的机械振动主要是琴弦受琴弓推拉摩擦后激振所至。
 
当琴弦振动通过琴码传递到皮膜后产生皮膜的一定共振,再推动琴筒空气柱振动,并迅速形成二胡琴体的整体振动。将二胡的声音传播出去。
 
       在一系列的振动中,琴弦是通过一定的张力,由琴码的高低以及形成的弦压角度的大小,给二胡皮膜施加了一定的压力。通过理论计算得出:
 
     1、  二胡的两根琴弦的总张力:10.2公斤;(有效弦长为:40厘米,内弦张力略大于外弦)
 
    2、  如果采用8毫米高的琴码,琴弦压力夹角的角度:168—170度左右;
 
    3、  琴弦通过琴码对皮膜的总压力约:1.77—2.30公斤。(不包括调音垫微量压力)
 
         一般讲二胡在振动中,皮膜是由张力和一定厚度(密度)以及抗张强度的大小所产生的一定内力来承受弦压的受迫振动。虽然内力是随着外力的加大而增加的,但是对于不同的材料内力的增加是有一定限度的,超过极限物体就无法承受外力的作用。由于皮膜与其它材料都具有一定弹性极限,所以当琴弦通过琴码对它产生的压力过大或过小时,会直接影响皮膜的弹性振动中的恢复能力。
 
       在实验中发现:二胡皮膜的合理张力一定要与弦压配合得当。即:压力与张力所产生的作用力和反作用力力求基本平衡。这样一旦琴弦受激振动后,由琴码传递到皮膜时,才能产生灵敏的振动反应。从而有利于二胡的声音效果。
 
        假如皮膜张力太小,弦压过大时,皮膜的反作用力及弹性恢复力将明显降低,振动将有抑制之感。
 
       反之,张力太大,皮膜反作用力偏强,容易造成机械阻抗过大,会出现皮膜振动均匀性差的效果,声音僵死。
 
      从力学角度分析:二胡振动好坏,关键在于皮膜的适度张力与琴弦通过琴码给皮膜的一定压力要协调。
 
      二、在二胡演奏中由于气候以及制造原因,经常会出现两种比较突出的问题。
 
     1、二胡皮膜偏松;又因气候潮湿影响,皮膜湿软。声音:闷、空。
 
     2、由于新琴或气候干燥原因,皮膜张力偏紧,质感偏硬,声音:干、噪、尖、亮。
 
      对于以上两种情况,最简单的方法就是可以通过调节琴码来解决问题。
 
       针对第一种情况:可以更换底面较小,底盘偏薄,高度略高,木质较硬的琴码。采用未经处理的色木或枫木琴码为好。
 
        对第二种情况可以采用底面略大,底盘偏厚,高度适中,木质偏软的琴码。油煎码或硬质油松码为好。
 
        一般说琴码的木质较硬,底面较小偏薄,可以增大琴弦通过码子传递到皮膜的声音速度,并减少对皮膜面积的抑制,改善闷、空的声音不足。
 
         反之琴码的材质较软,底面较大偏厚,可以减缓声音传播速度,加大对皮膜面积的压制,调节干、噪、尖、亮的声音弊病。
 
        另外制音垫的材料以及大小、厚薄可以根据自己对声音追求而定。
 
        三、二胡皮膜在长期使用后具有材料力学中的疲劳现象。
 
由于皮膜长期受弦压以及机械振动的影响,并在拉、推弓和演奏揿弦力度的不断动态荷载下,皮膜内纤维组织的抗张强度将会逐渐衰减。特别是琴码底部的皮膜部分纤维伸张最大,所以强度衰减也最大,往往容易产生永久变形,降低了皮膜一定的弹性恢复能力。表现为二胡皮膜中央处纤维组织逐渐松弛,缺乏弹性。因为长期受压和机械振动冲击的作用下,中央处皮膜四周伸张较大,造成中部的皮膜厚度有一定变化,形成中薄,周厚的状况,增加了二胡皮膜振动中的辐射阻尼,使二胡皮膜振动传播趋于不均衡,声音空乏,无力。  
 
       这种情况建议重新换蒙新皮为好。