随着国民经济的不断发展,钢琴制造业成为中国新兴的产业之一。评价一架钢琴的好坏主要是看钢琴的音质,通过与一些钢琴制造厂商进行沟通,发现他们对钢琴音质的研究非常重视,迫切需要科学和理论的研究成果予以指导。本课题的目的就是要深入了解钢琴内部构架,利用理论分析、实验和计算机技术对钢琴内部的机械机构进行科学的分析,找出内部结构对钢琴音质的影响。研究内容包括钢琴弦振动的分析、击弦机构的实验分析和运动仿真、钢琴音板振动的模态分析等。本文首先设计了模拟钢琴共鸣系统的音板模型和击弦机构模型,录音装置和音频采集系统,接着通过改变弦码和弦槌的各种参数,分别进行实验和乐音采样,通过对乐音的时域和频域分析,总结了各种参数对音质的影响规律;在击弦机构运动仿真中,用仿真软件得出了参数改变后的速度和加速度曲线;在音板的模态分析中,对比了光板和粘贴肋木后的共振板的固有频率和模态振型,分析了光板的厚度、密度、弹性模量对固有频率的影响以及肋木的尺寸和排布的变化对共振板模态振型的影响。通过大量的实验数据分析发现,弦码的高度增加时,弦对音板压力增大的影响大于弦码材料增加所造成的能量损耗,因此琴弦振动更充分,音量更大,高次谐波更丰富;弦码的硬度增加时,对声波的传导能力更好;弦码的宽度增加时,增加了能量的损耗,乐音的音量减小。弦槌的弹性、质量和槌柄长度增加时,击弦历时变长,乐音的音量更大,泛音更丰富,但必须控制在合理的范围内,如果过大反而会抑制琴弦的振动。音板的基频随厚度的增加而增加,随材料密度和弹性模量的增加而减小;粘贴肋木后的音板振型呈不规则分布,音色更丰满;肋木尺寸越大、排布越密集,音板固有频率越高。本文的研究很好的综合了机械和音乐领域的知识,实现了对钢琴机械机构的性能分析,研究了不同参数对音质的影响。研究结果达到了预期期望并有一定的实用价值,为钢琴生产和以后这方面的研究奠定了基础。