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첼로 브릿지의 진동 분석
Analysis of Vibration in Cello Bridge 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.25 no.5, 2006년, pp.197 - 206  

최기상 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부)

초록
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비올족 현악기에서 현의 진동은 브릿지에 의해 전판에 전달되어서 악기 몸통을 공명시킨다. 따라서 브릿지의 재질, 기하학적 형상, 설치 위치 등이 음색에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 첼로에서 현에 의해 변위가 가해질 때 브릿지 내부의 변형, 응력, 그리고 브릿지 다리에 의해 전판에 미치는 힘을 탄성학적으로 해석하고, 브릿지의 고유진동모드와 고유진동주파수 등을 구하였다. 또, 브릿지의 형상이 음색에 미치는 영향을 주파수 응답의 관점에서 측정하였다. 본 연구의 결과는 첼로에서 브릿지의 진동특성은 대단히 복잡하고, 그 재질, 형상 등이 음색에 큰 영향을 미치며, 따라서 브릿지의 형상을 변화시킴으로써 첼로의 음색을 조정하는 것이 가능함을 실험적으로 보였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Vibration of string is transmitted to the front plate through bridge to cause resonance of the instrument body in viol family string instruments. Therefore. the properties. geometrical shape. and positioning of the bridge are expected to have some effect on the sound color. In this study the strain ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만 브릿지, 몸통, 현의 진동을 동시에 해석하기는 어렵다. 따라서 본 연구에서는 브릿지의 두 다리 및 4 현과의 접촉점들을 고정시킴으로써 몸통 및 4 현과의 연관효과를 배제하고 브릿지 만의 동특성을 알아 보았다. 보통의 브릿지와 중앙에 하트 형상 개구부가 없는 브릿지에 대하여 두 바닥과 상단부 4군데 현과의 접촉점이 고정된 것으로 보고 행한 진동 해석 결과가 표 3과 그림 4, 5에 나타나 있다.
  • 하지만 브릿지, 몸통, 현의 진동을 동시에 해석하기는 어렵다. 따라서 본 연구에서는 브릿지의 두 다리 및 4 현과의 접촉점들을 고정시킴으로써 몸통 및 4 현과의 연관효과를 배제하고 브릿지 만의 동특성을 알아 보았다. 보통의 브릿지와 중앙에 하트 형상 개구부가 없는 브릿지에 대하여 두 바닥과 상단부 4군데 현과의 접촉점이 고정된 것으로 보고 행한 진동 해석 결과가 표 3과 그림 4, 5에 나타나 있다.
  • 본 연구에서는 첼로에서 현에 의해 변위가 생길 때 브릿지 내부의 변형, 응력, 그리고 브릿지 다리에 의해 전판에 미치는 힘을 탄성학적으로 해석하고, 브릿지의 고유진동모드와 고유진동주파수 [7-9] 등을 구하였다. 또한 브릿지를 관성, 탄성, 댐핑을 가지는 선형시스템으로 보고 실험에 의해 브리지의 형상이 음색에 미치는 영향을 주파수 응답 [10,11] 이라는 관점에서 연구한다.
  • 본 연구에서는 첼로에서 현에 의해 변위가 생길 때 브릿지 내부의 변형, 응력, 그리고 브릿지 다리에 의해 전판에 미치는 힘을 탄성학적으로 해석하고, 브릿지의 고유진동모드와 고유진동주파수 [7-9] 등을 구하였다. 또한 브릿지를 관성, 탄성, 댐핑을 가지는 선형시스템으로 보고 실험에 의해 브리지의 형상이 음색에 미치는 영향을 주파수 응답 [10,11] 이라는 관점에서 연구한다.
  • 본 연구에서 첼로에서 브릿지의 두께 형상 등이 음색에 큰 영향을 미치는 것을 실험적으로 입증하였다. 브릿지는 현을 적당한 높이로 고정시키기 위하여 상단을 깎아내고, 악기의 앞판에 밀착시키기 위하여 하단을 깎아내는데, 여기에 더해서 그 형상이나 두께를 바꾸는 간단한 작업으로 음색을 튜닝하는 것이 가능하고, 이러한 방법은 현을 바꾸거나, 사운드 포스트의 위치를 바꾸는 방법과 아울러 첼로의 음색을 튜닝하는 간단하고, 경제적인 방법이 될 수 있음을 실험적으로 보였다 이러한 결론은 첼로 뿐 아니라 바이올린, 비올라, 콘트라베이스 등 다른 비올족 악기에 공통적으로 적용할 수 있을 것이다

가설 설정

  • Table 3. The mode frequency of the bridge, (a) Bridge with the heart-shaped hole, (b) Bridge without the heart-shaped hole.
  • 1) 브릿지의 좌측과 우측의 두 다리는 180o 다른 위상을 가지고 현의 진동 주파수와 같은 주파수로 몸통의 앞판을 진동시킨다.
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참고문헌 (11)

  1. R. Stowell, ed., The Cambridge companion to the cello, (Cambridge Univ. Press, 1999) 

  2. L. Cremer, The physics of the violin, (MIT Press, 1984) 

  3. E. V. Jansson, Acoustics for violin and guitar makers, 4th ed., available from http://www.speech.kth.se/music/acviguit4/ index.html, 2002 

  4. M. Hacklinger, 'Violin timbre and bridge frequency response', Acoustica, 39, 323-30, 1978 

  5. N. E. Molin, A. O. William, E. V. Jansson, 'Transient wave response of the violin body', J. Acoustical Society of America, 88 (5) 2479-2481, 1990 

  6. W. Reinecke, 'Ubertragungseigenschaften des Streichinstrumentenstegs', Calgut Acoust. Soc. Newsletter, 19, 26-34, 1973 

  7. 정우양, 박선행, '바이올린용 소재의 진동모드 해석에 관한 연구', 제1보, 절삭방향 및 밀도에 따른 공진 주파수의 변화, 목재공학 27 (3) 1-6, 1998 

  8. E. V. Jansson, 'Experiments with the violin string and bridge', Applied Acoustics, 30, 2-3, 133-146, 1990 

  9. 권주용, 정희석, '바이올린 플레이트의 도장처리가 홉습성과 진동모드에 미치는 영향', 목재공학 27 (3) 16-25, 1998 

  10. E. V. Jansson, 'Violin frequency response - bridge mobility and bridge feet distance', Applied Acoustics, 65, 1197-1205, 2004 

  11. J. Alonso, E. V. 'Jansson, 'Eigenmodes, input admittance and the function of the violin', Acoustica, 50, 329-337, 1982 

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