تأثير تيمار آب‌گرمايي بر خواص آكوستيك گونه‌هاي گردو و آزاد مورد استفاده در ساخت آلات موسيقي

Effect of hydrothermal treatment on the acoustic properties of wood from Walnut and Elm species, utilizable in musical instruments

موضوع این تحقیق بررسی تأثیر تیمار آب‌گرمایی بر خواص آكوستیك گونه‌های چوبی گردو (Juglans regia) و آزاد (Zelkova carpinifolia) بود. برای این هدف، نمونه‌هایی با ابعاد (T)20× (R)20× (L)360 میلی‌متر تهیه گردید. عملیات تیمار گرمایی در محیط فراگیر آبی با دمای 150 درجه سلسیوس و مدت 5 ساعت انجام شد. برای اندازه‌گیری خواص آكوستیك از روش ارتعاش خمشی در تیر دو سر آزاد استفاده شد كه خواص مورد بررسی شامل مدول الاستیسیته ویژه، میرایی، ضریب آكوستیك، كارایی تبدیل آكوستیك و سرعت صوت بودند. خصوصیات آكوستیك نمونه‌های تیمار شده با نمونه‌های شاهد مقایسه شد. نتایج نشان داد كه عملیات تیمار چوب به روش آب‌گرمایی توانسته باعث بهبود تمامی خصوصیات آكوستیكی شود. در مقایسه خصوصیات آكوستیك در دو ارتعاش طولی- شعاعی و طولی- مماسی مشخص شد كه در گونه گردو اختلاف معنی‌داری بین خصوصیات این دو جهت وجود ندارد، اما در گونه آزاد خصوصیات آكوستیك در دو جهت ارتعاشی طولی- شعاعی و طولی- مماسی اختلاف معنی‌داری با هم داشتند. در حالت كلی نیز بهترین خصوصیات آكوستیك در جهت ارتعاشی طولی- مماسی گونه آزاد تیمار شده مشاهده گردید و می‌توان این نمونه را برای استفاده در صفحات صوتی آلات موسیقی مانند سنتور و زیلوفن و همچنین جعبه‌های تشدید صدا مناسب دانست.

The objective of this study was to investigate the influence of hydrothermal treatment of walnut (Juglans regia) and caucasian elm (Zelkova Carpinifolia) wood species on their acoustic properties in radial and tangential directions. For this purpose, specimens were prepared with dimensions of 360 (L) ×20 (R) ×20 (T) mm. Heat treatments in water medium were performed at 150ºC for 5 hours. Acoustic properties of specimens (specific modulus of elasticity, damping, acoustical coefficient, acoustical conversion efficiency and wave velocity) measured by free flexural vibration on a free-free bar method. Properties of treated specimens compared with control specimens. Result showed that hydrothermal treatment improved all acoustic properties of specimens. Acoustic properties of radial and tangential surfaces of walnut wood did not show significant difference; while in caucasian elm significant differences obtained between radial and tangential surface properties. Generally, better acoustic properties achieved in tangential direction of heat-treated Caucasian elm species. So, it is recommended as a suitable specimen to be used in making the sound-boards of musical instruments such as Iranian Santour and Xylophones and also resonator boxes.