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对顶角性质的计算方法(曲边型顶角的概念)

对顶角性质的计算方法(曲边型顶角的概念)(a)测量值95° (b)测量值70°以三角拨片为例,如图1所示,M和N分别是三角拨片上构成顶角ADB的两条曲边,DP是它们的对称线。观察曲边M上的某点A。AC、AD分别为曲边M在A点处的法线和切线,切线AD与对称线DP的夹角∠ADP就是拨片在A点处的半顶角。同理,观察另一条曲边N上的B点(A的对称点),BC和BD分别是曲边N在B点处的法线和切线,切线BD与对称线DP的夹角∠BDP是拨片在B点处的半顶角。这两个半顶角之和,即AD和DB的夹角∠ADB,就是拨片在位置A、B处的顶角。前1讲曾声明:“若无特殊说明,文中所述拨片均指琴弦拨片,所述顶角均指工作顶角”。该声明对本文继续有效。从上一讲可知,拨片有曲边型、直边型及混合型三类;而拨片顶角从理论上讲也同样有这样三类,但实际上只有曲边型顶角和直边型顶角两类。你们谁见过一半是直边而另一半是曲边的混合型顶角?由几何学可知,两条直线相交形成的夹角是恒

《琴弦拨片基础知识》系列讲座2/5

济南库伦特科技有限公司 刘镇昌

一、前言

本文是《琴弦拨片基础知识》系列讲座第2讲《曲边型顶角的概念、定义与测量方法》,提出了曲边型顶角的概念、定义和测量方法,并报告了市售拨片顶角实测统计结果。

第1讲是《琴弦拨片的科学分类》,介绍了拨片一词的含义,工作顶角与非工作顶角,拨片按几何形状的分类等内容【1】。

前1讲曾声明:“若无特殊说明,文中所述拨片均指琴弦拨片,所述顶角均指工作顶角”。该声明对本文继续有效。

二、曲边型顶角的概念

从上一讲可知,拨片有曲边型、直边型及混合型三类;而拨片顶角从理论上讲也同样有这样三类,但实际上只有曲边型顶角和直边型顶角两类。你们谁见过一半是直边而另一半是曲边的混合型顶角?

由几何学可知,两条直线相交形成的夹角是恒定的,不因直线上点的位置不同而变化。但是,两条曲线相交形成的夹角是什么情况呢?曲线上不同点处的曲率和曲率半径可能不同,切线方向可能不同,与参照系形成的角度也可能不同。

以三角拨片为例,如图1所示,M和N分别是三角拨片上构成顶角ADB的两条曲边,DP是它们的对称线。观察曲边M上的某点A。AC、AD分别为曲边M在A点处的法线和切线,切线AD与对称线DP的夹角∠ADP就是拨片在A点处的半顶角。同理,观察另一条曲边N上的B点(A的对称点),BC和BD分别是曲边N在B点处的法线和切线,切线BD与对称线DP的夹角∠BDP是拨片在B点处的半顶角。这两个半顶角之和,即AD和DB的夹角∠ADB,就是拨片在位置A、B处的顶角。

对顶角性质的计算方法(曲边型顶角的概念)(1)

(a)测量值95° (b)测量值70°

图1不同位置特定点处曲边型顶角的比较

三、曲边型顶角的定义

在构成拨片顶角的两条曲边上分别选取两个特定点,该两点处曲边的两条切线间的夹角,称为在该特定点处的拨片顶角。注意:由于拨片顶角的大小相对于曲边的位置不同而异,在论及曲边型顶角时,必须指明其特定点的位置。

四、曲边型顶角的测量方法

图1为用角度尺测量三角拨片顶角的示意图。首先确定A、B两点的位置;然后调整角度尺,使其两边分别在A、B两点与被测拨片的曲边相切,此时,角度尺上显示的角度值即为所求。图1(a)的顶角测量值是95°,图1(b) 的顶角测量值是70°。

A、B两点在拨片上处于哪个位置最具有代表性和实际意义呢?显然,首选拨弦点所在位置,就是拨片撞击琴弦的接触点的位置。

五、直边型拨片的顶角

直边型拨片顶角就是该拨片上相邻两边之间的内角。由于是直边,可以直接用角度尺测量(图2)。

对顶角性质的计算方法(曲边型顶角的概念)(2)

(a)拨片顶角90° (b)拨片顶角108° (c)拨片顶角120°

图2 直边型拨片顶角测量示意图

六、拨片顶角的实测统计

随机选取一定数量的市售传统拨片样本(均为曲边型顶角),两选定点的连线距离顶角端部圆弧面3mm,测量它们各自的角度值,求出顶角统计平均值。

表1 传统拨片顶角实测统计值

对顶角性质的计算方法(曲边型顶角的概念)(3)

由表1可知,包含1、2、3个顶角的拨片的顶角平均值分别为84.5°、81.1°、94.2°,这三种传统拨片顶角的总平均值为86.6°。

对顶角性质的计算方法(曲边型顶角的概念)(4)

封面图

参考文献

【1】济南库伦特科技有限公司,一种多角琴弦拨片,ZL2021 2 2388120.1,2021.09.30

【2】第1讲《琴弦拨片的科学分类》,今日头条头条号,2022.10.19

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