Anàlisi cinemàtica i dinàmica del mecanisme d’un piano de cua mitjançant MSC Adams.
Tipus de documentTreball Final de Grau
Data2021-06-21
Condicions d'accésAccés obert
Llevat que s'hi indiqui el contrari, els
continguts d'aquesta obra estan subjectes a la llicència de Creative Commons
:
Reconeixement-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Espanya
Abstract
En contraposició a la majoria d’instruments musicals, en el cas del piano la connexió entre l’intèrpret i el so produït és indirecta. Es requereix un mecanisme complex, visualment ocult i rarament conegut, el qual permet que el moviment de la tecla causi l’impacte del martell contra les cordes. En aquest treball de fi de grau es fa una anàlisi i modelització del mecanisme d’acció d’un piano de cua, en particular de la tecla 49 d’un Yamaha de la sèrie C3.
El programari utilitzat per simular el model és l’Adams de MSC Software. La geometria dels cinc sòlids implicats (tecla, bàscula, polsador, martell i palanca de repetició) es mesura manualment, i a posteriori es dibuixa en tres dimensions com objectes CAD, els quals s’importen a l’Adams per executar les
simulacions. Tots els paràmetres i sòlids del model proposat equivalen directament a algun element real del mecanisme, i en conseqüència els correspon un significat físic, convertint així el model en una eina útil de cara al perfeccionament i innovacions del mecanisme real. La tesi de Hirschkorn [1] s’empra com a referència principal, de la qual se n’utilitzen les dades experimentals per a la modelització de la força aplicada a la tecla i la molla de repetició. Els tipus d’enllaços que predominen al mecanisme són articulacions i contactes entre sòlids, i els segons són tractats amb el
Model d’Impacte d’Adams. S’especifiquen els paràmetres necessaris dels contactes a partir d’estudis referents al comportament del feltre, material predominant a tots els enllaços. Es fan dues simplificacions principals: tots els components del mecanisme es consideren sòlids rígids, i es negligeix qualsevol fricció als enllaços articulats. Un cop modelitzat el mecanisme, se simulen tres perfils de força diferents corresponents a atacs forte, piano i doble (dos atacs consecutius). Els resultats referents a la rotació de la tecla, la bàscula i el martell, es comparen amb els experimentals i del model de Hirschkorn [1], amb l’objectiu de comprovar-ne la veracitat. S’analitzen les discrepàncies tenint en compte en tot moment que Hirschkorn [1] treballa sobre un piano diferent de l’estudiat en aquest treball, i que per tant no es pot pretendre assolir uns resultats
exactes als de referència. Consegüentment, es fa una comparació de base qualitativa per tal de trobar les fortaleses i debilitats del model proposat. Es pot afirmar que el comportament del model assolit és coherent per a tots els sòlids analitzats en els diferents atacs simulats, malgrat que existeixen certes discrepàncies amb els resultats experimentals de Hirschkorn [1]. Aquestes diferències s’atribueixen a quatre orígens segons cada cas: la condició de sòlid rígid, possibles errors a la mesura de la geometria, una mancança d’exactitud a la modelització dels contactes, i la negligència de fricció a les articulacions. Aquest treball també exposa una aplicació pràctica del model proposat, analitzant els efectes que tindria un pedal d’aproximació al mecanisme d’un piano de cua. Es fan dues simulacions amb el mateix perfil de força, i es compara la velocitat del martell en el moment d’impactar la corda. Es comprova com el pedal provocaria que el martell impactés la corda a una velocitat menor, fet que facilitaria al pianista tocar dinàmiques piano (provocar menys potència acústica), demostrant així la utilitat i sensibilitat del model
MatèriesPiano -- Acoustics -- Computer simulation, Keyboard instruments, Piano -- Acústica -- Simulació per ordinador, Instruments de teclat
TitulacióGRAU EN ENGINYERIA EN TECNOLOGIES INDUSTRIALS (Pla 2010)
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
mem-ria.pdf | 2,512Mb | Visualitza/Obre | ||
annexos.pdf | 447,6Kb | Visualitza/Obre |