基于VC与ANSYS接口的钢琴音板虚拟设计

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钢琴是乐器之王,而钢琴音板又是影响这个乐器之王音质的重要部件。在现阶段,对钢琴音板的研究主要以研究其模态频率为主,研究模态主要有计算模态分析和试验模态分析两种方法,计算模态分析对计算机和物理理论专业性要求较高,而试验模态设备昂贵;所以设计一个便于工厂设计工程师使用的简化音板模态分析的软件非常有必要。在本文中以立式钢琴的音板作为我们的研究对象,采用计算模态的方法,结合有限元分析软件ANSYS和可视化编程软件VC++开发了钢琴音板辅助设计软件。该辅助设计软件只需用户输入音板分析过程中固有的属性参数,就能够简单快速得到分析结果,该软件还具备多次分析的功能。本文首先利用有限元分析软件ANSYS对三种肋木数不同的钢琴音板进行了有限元分析,提取其模态并得到分析过程中的APDL代码,随后利用VC++设计了辅助设计软件的相关界面,这些界面包括ANSYS路径和启动模式选择界面、音板参数输入界面、肋木和马桥输参数入界面、肋木条数选择界面、肋木位置确定界面和结果查看界面。研究人员只需选了ANSYS启动模式和输入了相关参数后,就能生成相应的分析代码,并自动控制ANSYS调用其进行分析,分析完成后,到结果查看界面就能得到分析的结果。最后,本文还对辅助设计软件的有效性做了检测,利用辅助设计软件研究了肋木条数、音板厚度、音板材料密度以及音板树种对模态频率的影响。得到结论为利用该软件分析所得的结果与理论结果和相关文献的结果是一致的,因而达到了原设想的目的。
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