Tonewood

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Ноябрь 2016 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) Эту статью, возможно, придется переписать, чтобы она соответствовала стандартам качества Википедии . Вы можете помочь . Страница обсуждения может содержать предложения. ( Март 2013 г. ) Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Tonewood»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( июль 2007 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Тонвуд относится к определенным разновидностям древесины , обладающим тональными свойствами, которые делают их хорошим выбором для использования в деревянных духовых или акустических струнных инструментах.

Разновидности тонового дерева [ править ]

В качестве грубого обобщения можно сказать, что жесткие, но легкие мягкие породы дерева (например, из хвойных деревьев) предпочтительны для деки или поверхности, напоминающей дека, которая передает колебания струн в окружающий воздух. Древесина лиственных пород (например, из двудольных) предпочтительна для корпуса или элемента обрамления инструмента. Древесина, используемая для деревянных духовых инструментов, включает африканское черное дерево ( Dalbergia melanoxylon ), также известное как древесина гренадиллы, используемая в современных кларнетах и ​​гобоях. Фаготы обычно делают из клена, особенно из Acer platanoides . Деревянные флейты, записывающие устройства, инструменты эпохи барокко и классики могут быть изготовлены из различных твердых пород дерева, таких как груша ( порода Pyrus ), самшит ( Buxusвиды), или черное дерево ( виды Diospyros ).

Хвойные породы [ править ]

• Ель часто используется в деках инструментов из семейств лютни , скрипки , уда , мандолины , гитары и клавесина ; а также пианино . Ель особенно подходит для этого использования из-за ее высокого отношения жесткости к массе. Обычно используемые разновидности - ель ситкинская (или аляскинская) ( Picea sitchensis ), ель Адирондак (или красная) ель ( Picea rubens ), ель Энгельмана ( Picea engelmannii ) и Picea abies (также известная как норвежская, немецкая, альпийская, итальянская или европейская ель. ).
• Кедры , особенно западный красный кедр ( Thuja plicata , а не настоящий кедр), с 1950-х годов использовались в топах гитар фламенко , классических гитар и, в меньшей степени, в акустических гитарах со стальными струнами.
• Когда-то тис широко использовался для изготовления чаш для лютни .
• Другие хвойные породы, такие как красное дерево и пихта Дугласа , использовались в ограниченном объеме. Редвуд обычно не используется для гитар со стальными струнами, но использовался для испанских гитар . ^[1]

Лиственные породы [ править ]

• Клен традиционно используется для изготовления тыльных и боковых сторон инструментов скрипичного семейства. Он также часто встречается в акустических гитарах и мандолинах. Большинство электрогитар Fender имеют гриф из клена (это один из самых твердых и устойчивых видов древесины, поэтому его часто используют в грифе из-за его способности выдерживать высокое натяжение струн). Клен из твердых пород обычно используется для деревянных штативов из-за его свойств гашения вибрации. Вариации клена (обычно клена с обожженными или простеганными зернами) используются на верхних частях электрогитар в эстетических целях. Прочная рама современного пианино обычно изготавливается из клена или бука .
• Красное дерево может использоваться в верхней части некоторых гитар, а также в задней части, по бокам и шее инструментов из семейств мандолин и гитар . Красное дерево также может быть использовано для изготовления твердых корпусов электрогитар, таких как Gibson Les Paul . Из - за отсутствие доступности других подобных лесов используются в качестве красного дерева замен, таких как Toona , Хая , мерантите , Agathis , нато дерева и сапель . Некоторые из этих альтернатив - это древесина из семейства махагони.
• Палисандр часто используется на задней и / или боковой стенках гитар, мандолинах и грифах на гитарах. Самый популярный сорт, бразильский палисандр, Dalbergia nigra , стал дефицитным и дорогим из-за жестких торговых ограничений (эмбарго и СИТЕС), дефицита и спроса. Однако в августе 2019 года СИТЕС объявил ^[2] исключение для розового дерева, используемого в музыкальных инструментах. Наиболее широко используемым в настоящее время палисандром является восточно-индийский палисандр, который часто сочетается с верхом из ели для гитар со стальными струнами и с елью или кедром для классических гитар.
• Коа традиционно используется для укулеле . Коа также используется для гитар со стальными струнами, в основном из-за его красоты и сжатого динамического диапазона.
• Из-за привлекательного внешнего вида, гладкости на ощупь, твердости и износостойкости черное дерево также часто используется во многих типах инструментов для изготовления грифов , насадок , колков и т. Д. Используется несколько разновидностей черного дерева. Эбеновое дерево часто окрашивают, чтобы оно выглядело более однородно черным, чем натуральное дерево, на котором иногда видны коричневые полосы.
• Кокоболо используется в высококачественных кларнетах и ​​гитарах.
• Паубрасилия , обычно называемая пернамбуку или бразильским деревом, является наиболее востребованным материалом для изготовления смычков классических струнных инструментов из-за ее влияния на воспроизводимые тона. ^[3]
• Блэквуд (тасманский / австралийский). ^[4]
• Орех часто используется для изготовления задних и боковых сторон гитар и инструментов семейства мандолин.
• Ясень , ольха и липа обычно используются для изготовления корпусов электрогитар из-за их жестких свойств.

Механические свойства тонколесья [ править ]

Некоторые из механических свойств обычных древесных пород, отсортированные по плотности.

Углеродное волокно / эпоксидная смола добавлены для сравнения, так как они иногда используются в музыкальных инструментах.

Данные взяты из базы данных древесины ^[5], за исключением 𝜈 _LR , коэффициента Пуассона , который поступает из лаборатории лесных продуктов, Лесная служба США, Министерство сельского хозяйства США. ^[6] Отношение, отображаемое здесь, соответствует деформации вдоль радиальной оси, вызванной напряжением вдоль продольной оси.

Показанный здесь процент объема усадки - это степень усадки во всех трех измерениях, когда древесина переходит от зеленой к высушенной в печи. Это можно использовать как относительный индикатор того, насколько сухая древесина изменится при изменении влажности, что иногда называют «стабильностью» прибора. Однако стабильность настройки в первую очередь обусловлена ​​продольной усадкой шейки, которая обычно составляет от 0,1% до 0,2% до высыхания. ^[7]Объемная усадка в основном происходит из-за радиальной и тангенциальной усадки. В случае шейки (распиленной на четверть) радиальная усадка влияет на толщину шейки, а тангенциальная усадка влияет на ширину шейки. Учитывая размеры, эта усадка должна быть практически незаметной. Усадка длины грифа в процентах немного меньше, но, учитывая размер, этого достаточно, чтобы повлиять на высоту струн.

Коэффициент звукового излучения определяется ^[8] как:

${\ Displaystyle R = {\ sqrt {\ cfrac {E} {{\ rho} ^ {3}}}}}$

где - модуль упругости при изгибе в паскалях (Н / м ² , т. е. число в таблице, умноженное на 10 ⁹ ), а ρ - плотность в кг / м ³ , как в таблице.${\ displaystyle E}$

Из этого видно, что громкость верхней части струнного инструмента увеличивается с увеличением жесткости и уменьшается с увеличением плотности. Самые громкие деревянные столешницы, такие как ситкинская ель, легкие и жесткие, сохраняя при этом необходимую прочность. Более плотная древесина, например Hard Maple, часто используется для шеи, более прочная, но не такая громкая (R = 6 против 12).

Когда древесина используется в качестве верхней части акустического инструмента, она может быть описана с использованием теории пластин и вибрации пластины . Жесткость при изгибе из изотропной пластины является:

${\displaystyle D={\cfrac {EH^{3}}{12(1-\nu ^{2})}}}$

где - модуль Юнга для материала, - толщина пластины и - коэффициент Пуассона для материала. Жесткость плиты выражается в единицах Паскаль · м ³ (эквивалент Н · м), поскольку она относится к моменту на единицу длины на единицу кривизны, а не к общему моменту. Конечно, древесина не изотропна , она ортотропна , поэтому это уравнение в лучшем случае является приближением.${\ displaystyle E}$${\ displaystyle H}$${\ displaystyle \ nu}$

Значение, указанное в таблице, было рассчитано по этой формуле и для толщины ″ = 3,175 мм.${\ displaystyle D}$${\ displaystyle H}$

Когда дерево используется в качестве шейки инструмента, это можно описать с помощью теории пучка . Жесткость при изгибе балки (определяемой как ) изменяется по длине в зависимости от x, что показано в следующем уравнении:${\ displaystyle EI}$

${\ Displaystyle \ EI {dy \ over dx} \ = \ int _ {0} ^ {x} M (x) dx + C_ {1}}$

где - модуль Юнга материала, - второй момент площади (в м ⁴ ), - поперечное смещение балки в точке x и - изгибающий момент в точке x . Жесткость балки на изгиб измеряется в Паскаль · м ⁴ (эквивалент Н · м²).${\ displaystyle E}$${\ displaystyle I}$${\ displaystyle y}$${\ Displaystyle М (х)}$

Величина прогиба на конце консольной балки составляет:

${\ displaystyle w_ {C} = {\ tfrac {PL ^ {3}} {3EI}}}$

где - точечная нагрузка в конце, а - длина. Таким образом, отклонение обратно пропорционально . При наличии двух шейек одинаковой формы и размеров, становится постоянным, а прогиб становится обратно пропорциональным - короче говоря, чем выше это число для данной породы дерева, тем меньше гриф будет отклоняться под действием данной силы (т. Е. От струн). .${\ displaystyle P}$${\ displaystyle L}$${\ displaystyle EI}$${\ displaystyle I}$${\ displaystyle E}$

Узнайте больше о механических свойствах древесины для гитар. ^[9]

Выбор тонового дерева [ править ]

Помимо видимых различий в акустических свойствах, мастер может использовать древесину из-за:

• Доступность
• Стабильность
• Косметические свойства, такие как цвет или текстура древесины.
• Традиция
• Размер (для некоторых инструментов требуются большие куски подходящей древесины)

Источники [ править ]

Многие виды древесины поступают из экологически чистых источников через специализированных дилеров. Например, ель очень распространена, но большие куски с ровным зерном составляют небольшую долю от общего объема предложения и могут быть дорогими. Некоторые виды древесины особенно трудно найти на открытом рынке, и мелкие производители инструментов часто обращаются к мелиорации, ^{[10] [11]} например, из вышедших из употребления ловушек для лосося на Аляске, различных старых построек на Тихоокеанском северо-западе США, из деревьев, которые снесены ветром или со специально разрешенных вывозок на заповедных территориях, где вырубка леса обычно не разрешается. ^[12] Производители инструментов для массового рынка начали использовать азиатские и африканские породы дерева, такие как бубинга ( виды гибуртии ) и венге ( миллеттия лаурентии).), как недорогую альтернативу традиционным древесным породам.

Долина Фьемме в Альпах Северной Италии долгое время служила источником высококачественной ели для музыкальных инструментов ^[13], начиная со скрипок Антонио Страдивари и заканчивая деками фортепиано современного производителя Фациоли .

Подготовка [ править ]

Выбор древесины сильно различается для разных типов инструментов. Производители гитар обычно отдают предпочтение древесине четвертичной формы, поскольку она обеспечивает дополнительную жесткость и стабильность размеров. Мягкие породы древесины, такие как ель, можно не распиливать на доски, а раскалывать, чтобы поверхность доски максимально соответствовала волокнам, что ограничивает биение .

В большинстве случаев древесину необходимо высушить перед использованием на воздухе или в сушильных шкафах. ^[14] Некоторые мастера предпочитают дальнейшую выдержку в течение нескольких лет.

Некоторые производители гитар подвергают древесину разрежению , которое имитирует естественный процесс старения древесины. Для этой цели также используется торрефикация , но она часто меняет косметические свойства древесины. Создатели гитар, использующие торрефицированные деки, утверждают, что звук стал лучше, как у старого инструмента. Мягкие породы древесины, такие как ель, кедр и красное дерево, которые обычно используются для изготовления гитарных дек, легче обжигать, чем твердые породы, такие как клен.

На недорогих гитарах все чаще используется продукт под названием "Roseacer" для грифа, который имитирует палисандр, но на самом деле является термически модифицированным кленом.

«Жареные» кленовые шейки становятся все более популярными, поскольку производители заявляют о повышенной жесткости и устойчивости в изменяющихся условиях (жара и влажность). Однако, хотя инженерные испытания метода ThermoWood показали повышенную устойчивость к влажности, они также показали значительное снижение прочности (предел прочности), в то время как жесткость (модуль упругости) осталась прежней или была немного снижена. ^[15] Хотя снижение прочности можно контролировать путем снижения температуры процесса, производитель рекомендует не использовать свой продукт в конструкционных целях. Тем не менее, возможно, можно компенсировать эту потерю прочности в гитарах, используя элементы жесткости из углеродного волокна в грифах и усиленные связи в верхах.

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Использование внешних ссылок в этой статье может не соответствовать политикам или рекомендациям Википедии . Пожалуйста, улучшите эту статью , удалив лишние или неприемлемые внешние ссылки и преобразовав полезные ссылки, где это уместно, в сноски . ( Март 2019 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

• Коммерческая статья о древесине, используемой для изготовления деревянных духовых инструментов
• База данных Guitarbench о породах древесины
• Алан Арнольд Интерактивное руководство по тонвуду
• Путеводитель еретиков по тонному дереву
• Подробнее о Guitar Wood
• Тонированное дерево для гитар
• Акустическая гитара Taylor Woods