小提琴作坊

新琴与老琴的应力问题

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在制作技巧和使用材质相仿的情况下,一把年代久远的老琴其音色将明显优于一把刚制作完成的新琴。这种音色的差异是由于二者之间的应力状况不同而引起的。探讨提琴制作中的应力问题,并在制作过程中尽可能地避免或减少不必要的应力,将有助于新琴的音色改善。

在任何一把刚完成的提琴中存在着三种应力:木材分子应力、制作应力和自然应力。

分子应力:

所谓分子应力是指木材内部分子结构活动而产生的材料内部力量的集度。这种分子应力也就是引起木材形变的主要原因。木材砍伐后的年代越短,其内部的分子结构的活动越活跃,其内部应力也越大;相反砍伐的年份越长,木材内部的分子活动越衰弱,其内部应力也越小。

提琴用材只要存放合理,在空气的氧化、干燥下随着存放年代的延长,木材内部的分子应力会越来越小,其声学性能也会越来越好。

制琴的用材一般都在5至10年间,这时的木材虽然已过了分子活动的旺盛期,但还处于分子活跃期,分子间的游离、挤压而产生的应力还很大。而所谓老琴已经历了二百年左右的时间,这时木材的分子应力已是越来越弱,临近衰竭期,可是此时老琴的声学性能却越来越好,临近木材在声学性能上的“顶峰”期。新琴的材料和老琴的材料这二者年代的悬殊差异导致了二者内部分子应力的悬殊差异,也导致了二者在声学性能上的悬殊差异。这是新琴和老琴就材料而言在分子上所产生的差异情况。

制作应力:

所谓制作应力是指在制琴的过程中,不可避免的原因、不完善的操作、人为的操作在琴体结构上所产生的应力。

在制作新琴的过程中,由于不可避免的,原因或者说很难避免的原因,在琴体结构上产生了很大的、多向的制作应力。具体的是:在制作提琴的侧板时,把侧板材料放在烘弯机上操作,一直烘弯到自己所需要的形状为止,然后涂上胶粘到各自的角木,上作固定,这样侧板的边框完成了,同时每块侧板内部的应力也都产生了。此时侧板产生的内部的应力是最大值,应力的方向是各个侧板的还原方向,这状态如同一把引而不发的弓。此时弓身最具力量,这个力就是弓子拉弯而回弹的力,这个力也就是弓身发生形变而产生的应力,当发生的形变恢复到原来的状态,应力也就消失了,所以引而不发是应力的最大值。

侧板材料是在外力和高温的作用下,短时间内由强制变形的手段加工成所需要的形状,所以在材料的内部产生了很大的应力,这应力的大小和烘弯的角度成正比,烘弯的角度越大产生的应力也越大。我曾做过这样的实验,把烘弯成形的中腰侧板放在平木板上,然后用铅笔沿着侧板把形状画在平板上,这样放上四至五小时再观察,发现中腰侧板的形状和四、五小时前的形状相比已是大不一样了。侧板的变形量之大、速度之快正说明了此材料内部的应力之大。

变形木材还原的过程,便是应力逐渐消失的过程。由于侧板粘到各自的角木上,已不能还原,所以烘弯而产生的应力将长时期的保持在材料的内部(这个“长时期”或许是几十年,或许是上百年)。

侧板,由于他们所处的位置各不相同,因此他们各自产生的应力方向也各不相同。每块侧板上的应力方向也就是每块侧板还原的方向。一把提琴的侧板完成了,同时侧板上各个方向的应力也产生了。

人为的操作产生应力的情况是:

1.制作有跷缝的低音墚。我见过许多刚制作完的新琴在面板低音橡的位置上明显的凸出来,发生了形变,这现象毫无疑问是低音棵的应力所造成,也就是说低音梁与面板间的跷缝所造成,当有跷缝的低音梁与面板一经粘合,低音梁和面板也就同时发生了形变,同时产生了应力。

2.在Succoni一书中介绍角木(小提),除了顶木30mm以外,其余5个都是32mm,2mm的差是落在背板的一面,这样情况粘上的背板就产生了应力,这个应力也是这样做的人所希望得到的应力。

3.侧板两边的衬条也是产生应力的。衬条产生的应力有二种情况:

a:衬条本身弹性还原产生的应力;

b:由于衬条和侧板收缩不一样而产生的应力;

4.合琴后势必也会产生应力。

一把提琴完成了,其结构内部充满着各个方向的制作应力,而一把老琴基本上没有这些制作应力,但是任何一把老琴基本都曾经有过这些制作应力,是由于漫长的年代逐渐的消除了琴体中的分子应力和制作应力,使制作变形成了“永恒”的形变。我也曾把一块从老琴上因损坏而拆换下来的中腰侧板放在木板,上用铅笔沿着它的形状画下来,相隔一个月我把中腰侧板放回到木板,上对照竟然没有一点变化(以肉眼为准),完全吻合。这完全吻合的现象说明了此时的中腰侧板内部已没有了制作应力,已没有了形变的基因。漫长的年代把提琴中许多加工成形的部件都变成了“生来就是这样的了”。

长期的空气氧化和长期的振动是释放、消除提琴制作应力的主要原因。

新琴充满着制作应力,老琴已没有了制作应力,这是新琴和老琴在制作应力方面的.对照情况。

自然应力:

所谓自然应力是指在外力的作用下才产生的应力,一旦外力消失,其力也消失的一种应力。
以小提琴为例,它的外力就是GDAE四根弦,四根弦一绷紧,琴体的每一个部件都同时产生了应力,四根弦一松弛,应力随之也消失。(我把这种应力称为自然应力)。

新琴和老琴只要把弦调到标准音,都会产生出很大的自然应力,这种自然应力充满了琴体内的每一部件,只待弓上弦便发声了。这状态就象百米短跑运动员憋在起跑线前只待发令枪响。自然应力为琴的发声作好了充分的发声准备。自然应力的变化对琴的发声来说是至关重要的,哪怕是一丁点的变化。

以小提琴为例:以440A的标准为准,四根钢弦的总张力为30.625kg,通过马脚传递到面板的压力是10.9kg,只是同样在10.9kg的压力下,新琴反弹出的自然应力和老琴反弹出的自然应力不一样。新琴在面板上反弹出的自然应力要小于老琴此时在面板上反弹出的自然应力,这是因为新琴跷缝低音梁的原因,它带着面板增加了一个往上的力,以及各种在制作上产生的应力都会耗去一小部分的压力,所以此时新琴的情况是:制作应力十自然应力=10.9kg;由于老琴已没有了制作应力,所以此时老琴的情况是:自然应力=10.9kg。由此得出结论:新琴和老琴的自然应力不一样。老琴在面板上的自然应,力大于新琴在面板上的自然应力。

决定提琴声音好坏的原因有很多,老琴声音比新琴声音好许多的原因也很多,但我想二者之间的应力是一个很重要的原因。

文章来自于投稿

2021 年 3 月 26 日 阅读:(1,266)
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