Первоначально написал Алан Каррут ↠ varve wrote:
"Лучшее тонированное дерево является одновременно легким и жестким, но это немного парадоксально. Как отмечают Алан Каррут и многие другие, плотность и жесткость, как правило, увеличиваются вместе. Исключения из этой тенденции - это то, что делает исключительное тонированное дерево . "
Мы должны быть немного осторожнее с терминологией: плотность - это свойство материала, а жесткость - это структурная . Свойство материала, на которое мы смотрим, - это модуль Юнга (E), а модуль Юнга вдоль зерна действительно хорошо отслеживает плотность для хвойных пород. Хотя на первый взгляд это кажется парадоксальным, это означает, что для заданной жесткости верха вы, как правило, в конечном итоге получите меньший вес, выбрав кусок дерева low плотности. Вот как это работает.
Модуль Юнга является мерой того, сколько силы требуется, чтобы растянуть или сжать кусок материала заданного размера на заданную величину. Когда вы сгибаете кусок дерева, модуль Юнга обеспечивает большую часть силы, противодействующей вам, так как дерево, в частности, вблизи поверхностей растягивается и сжимается. Оказывается, что сопротивление изгибу, жесткость детали увеличивается очень быстро по мере того, как она становится толще, поскольку две поверхности смещаются дальше друг от друга, и при данном радиусе изгиба происходит большее растяжение и сжатие. Фактически, если вы думаете о балке, жесткость возрастает пропорционально модулю Юнга, ширине и кубу глубины балки. Мы все знаем это: стоящий 2х4 намного жестче лежащего, потому что глубина больше, хотя это и такое же количество материала. Конечно, вы можете думать о гитаре, как о целой куче деревянных балок, проложенных рядом с точки зрения изгиба вдоль зерна, и это тип изгиба, который нас больше всего беспокоит. Мы должны сделать вершины достаточно жесткими, чтобы мост не складывался слишком рано.
Оказывается, что если вы измеряете модуль Юнга вдоль зерна для хвойных пород, то он довольно плотно отслеживает плотность, и связь является более или менее линейной во всем диапазоне плотностей, который мы видим. Если вы построите график зависимости плотности от модуля Юнга для множества образцов, примерно 2/3 точек попадут в пределах 10% той же более или менее прямой линии, что чертовски хорошо для натурального материала, особенно когда вы видите что те же отношения имеют место для очень многих видов. Это, вероятно, потому что все хвойные породы имеют очень похожую структуру.
Важно отметить, что соотношение между плотностью и модулем Юнга является линейным, а соотношение между жесткостью и толщиной вершины - кубическим. Увеличение толщины на 25% примерно на удваивает жесткость, но увеличивает вес только на 25%. Это означает, что верх с низкой плотностью и низким модулем Юнга с длинными зернами можно оставить немного толще, чтобы повысить жесткость, и все же в конечном итоге он будет легче, чем более плотный волчок с пропорционально более высоким модулем Юнга. Верхняя часть с низкой плотностью имеет более высокое отношение жесткости к массе, хотя модуль Юнга ниже.
Есть, конечно, исключения: вершины, которые имеют более высокий или более низкий модуль Юнга (E), чем предсказывает их плотность (rho). Части с относительно высоким отношением E / r делают особенно легкие верхушки, что может быть весьма желательным. OTOH, есть моменты, когда вы хотите немного массы в вершине: плотная древесина, кажется, дает больше «запаса», а в некоторых гитарах это полезно. |