Analýza mechanických vlastností kolíčníků piana

Petr Zatloukal

Bachelor's thesis

Analysis of mechanical properties of piano pin blocks

Anotácia:

Tato práce se zaměřuje na analýzu mechanických vlastností různých druhů kolíčníků piana. Byly použity tři typy kolíčníků z vícevrstvé bukové překližky tří odlišných výrobců. Kolíčníky byly rozčleněny na osm úseků, odvrtány a osazeny ladícími kolíky. Pomocí momentového klíče byl měřen moment dotažení ladících kolíků v závislosti na průměru vrtání. Pomocí odporové mikrovrtačky Resistograph byl měřen mechanický odpor materiálu. Gravimetricky byla stanovena vlhkost materiálu a distribuce hustoty v kolíčnících. Na univerzálním zkušebním stroji byly stanoveny: tvrdosti dle Janky a Brinella, mechanické vlastnosti při zkoušce v tlaku v rovině desky. Výsledky byly vyhodnoceny pomocí statistických metod a mezi sebou korelovány. Dále byl sestaven konečně-prvkový model ve výpočetním programu ANSYS, s cílem objasnit míru namáhání okolí otvoru. Byly zjištěny statisticky významné rozdíly vlastností u jednotlivých typů kolíčníků (především hustota, tvrdost a pevnost v tlaku a moment dotažení). Tvrdost se významně liší při zkoušce kolmo na vlákna v ploše a podél vláken v hraně. Měření v jednotlivých úsecích kolíčníků přinesla nestejnoměrné výsledky a neukázaly se statisticky významné rozdíly. Významná závislost byla zjištěna pouze mezi těmito vlastnostmi: typ A: distribuce hustoty a mechanické vlastnosti v ploše, distribuce hustoty a moment dotažení po rozvolnění. Typ B: odpor mikrovrtačky a moment dotažení po 14 dnech, distribuce hustoty a mechanické vlastnosti v ploše. Typ C: distribuce hustoty a moment dotažení kolíků po naražení a po rozvolnění. Přesnějších výsledků by bylo dosaženo při větším počtu měření a na více kusech kolíčníků.

Abstract:

This work focuses on the analysis of the mechanical properties of piano pin blocks. Three pin block types were used, all made from multi-layered beech-plywood. Pin block were divided to eight sections, drilled and fitted by tuning pins. Tightening torque of tuning pins was measured using a torque wrench, depending on the diameter of the hole. Mechanical resistance of the material was measured by microdrill Resistograph. Density distribution in pin blocks and moisture content were determined with gravimetric method. The universal testing machine was used for determination of Janky's and Brinell's hardness, the mechanical properties in compression in plane of the board. Results of tests were evaluated using statistical methods and cross-correlated. A finite-element model in ANSYS software was built, in ordner to clarify the degree and distribution of stress around the hole for tuning pin. Statistically significant differences were found for properties of individual types of pin blocks (especially the density, hardness and compressive strength and tightening torque). Hardness differs significantly when tested perpendicular to the fibers in the plane and along the fibers in the edge. Measurements in individual sections of pin block brought uneven results and did not show statistically significant differences. Significant correlation was found only between the folowing characteristic: type A: the density distribution and the mechanical properties of the plane, density distribution and tightening torque after loosening. Type B: Resistograph resistance and tightening torque after 14 days, the density distribution and mechanical properties of the plane. Type C: density distribution and tightening torque after driving and loosening. Accurate results would be achieved by multiple measurements on multiple pieces of the pin blocks.

Kľúčové slová

mez pevnosti, modul pružnosti, kolíčník, vícevrstvá překližka, hustota, moment dotažení, ladící kolík, piano, MKP

Keywords

tightening torque, tuning pin, grand piano, FEM, pin block, multi-layered plywood, density, breaking strength, modulus of elasticity

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Jan Tippner, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Bachelor programme / odbor:
Wood Technology and Timber Management / Wood Technology and Timber Management