Studies on the Vibrational Modal Analysis of Solid Woods for the Violin Making - Part 1. Effect of Cutting Direction and Density on Resonant Frequency of Woods

바이올린용(用) 소재(素材)의 진동모드 해석(解析)에 관한 연구사 - 제1보. 절삭방향 및 밀도에 따른 공진 주파수의 변화

European spruce and maple were to be estimated as raw material of violin family instruments with linear modal analysis to provide the information data for the design of their bodies. Wood specimens cut in different direction were excited by impact hammer to measure the resonant frequency with typical vibrational modes. In spite of lower density than maple, European spruce showed the excellent acoustical properties with higher resonant frequency. And edge-grained spruce had more even frequencies than flat-grained ones to be more acceptable as front plate of violin. Resonant frequency was positively correlated with wood density of each specimen and the coefficients of edge-grained specimens were higher than those of flat-grained specimens of both wood species.

복잡한 구조를 지니는 바이올린 동체 설계 및 음질 평가률 위한 기본정보를 마련코자 바이올린 주요소재인 European spruce 및 European maple의 강제진동(强制振動) 의한 선형(線型) 휨진동(振動) 모드를 조사하고 소재밀도 및 절삭방향에 따른 진동모드별 공진(共振)주파수 변위를 분석하였다. 연구 결과 저비중재임에도 불구하고 spruce가 maple에 비해 더 높은 공진(共振) 주파수률 지님으로써 보다 우수한 음향특성을 지니는 것으로 나타났다. 또 spruce의 경우 접선방향으로 절삭된 판목재에 비해 방사방향 절삭된 정목재의 주파수 편차가 작아 균일한 음질을 위해서는 전반(前板)주요부품 가공시 정목판재를 사용하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 그리고 두 수종 공히 소재밀도와 공진(共振)주파수간의 관계는 양의 상관관계를 나타냈으며, 절삭방향별로는 정목재의 상관계수가 판목재에 비해 놓게 나타났다.