Akusztikus gitár hangképzésének vizsgálata modális analízis segítségével

A ma ismert akusztikus gitár már több mint kétszázötven éve létezik, de mérnöki igényességgel csak az utóbbi ötven-száz évben foglalkoztak vele. Mechanikai értelemben a gitár egy kapcsolt rezgő rendszer, melyben a húr rezgése gerjeszti a rezonátor hangszekrényt és a benne lévő levegőt, ez hozza létre a hanghatást. Ez egy kapcsolt jellegű folyamat, hiszen bizonyos módusok mechanikai jellegűek, mások áramlástanaik, de a hanglyuk jelenléte miatt ezek kombinációi is jelen vannak. A klasszikus gitár esetében igen fontos szerepet játszanak a hangszertest rezgéstani sajátosságai, melynek vizsgálata ennek a dolgozatnak fő témája.

A dolgozatom célja az akusztikus gitár rezgéstani tulajdonságainak megismerése, hangképzési folyamatának feltárása, a gitárhang reprodukálhatóságának vizsgálata. Egy létező, sík fedlapos akusztikus gitár geometriai modellje alapján készül egy végeselemes szimuláció, melynek eredményeit kísérleti modális analízis méréssel ellenőrizzük. A dolgozat kitér a különböző peremfeltételek hatásának vizsgálatára, az ortotróp anyagok végeselemes modellezésének lehetőségeire és egy-két hangszerfizikai eredmény végeselemes ellenőrzésére is.

A kísérleti modál analízis egyrészt a végeselemes megoldás validálásához, másrészt a VEM szimuláció által nem számítható modális csillapítás meghatározásához szükséges. A kimért csillapításértékekkel pontosított VEM modell már alkalmas egy időbeli szimuláció elkészítéséhez. Az ehhez használt gerjesztőjel a gitárokon használt “csévélt húr” spektrumát követi, ami figyelembe veszi az enharmonicitást. Végül a gitár egyes paramétereinek változása mellet vizsgáljuk, hogy a hang mennyire közelít meg egy matematikailag megfogalmazott kellemes gitárhangot.

Megvizsgáljuk a VEM modell modális analízise segítségével egy kevés szabadsági fokú paraméteres modell felépítésének lehetőségét: a hangszertest mely módusai a legfontosabbak egy jó gitárhangban.

szerző

• 
  Felcsuti Gábor
  gépészmérnöki
  nappali alapszak

konzulens

• 
  old Dombóvári Zoltán
  adjunktus, Műszaki Mechanikai Tanszék