1 、张力的调整

钢琴琴弦的张力通常也被理解为琴弦在一定范围内所受的拉力，其范围在 75 —— 150 千克之间。钢琴的每一个音的频率是一定的，对同一频率、弦长和直径的弦施加不同的外力，所发出的音色是不同的；对同一频率和长度，而不同直径的弦施加相同的外力，所发出的音色也是不同的。这说明了张力与音色存在一定的关系。

通过下列公式可以计算出所有琴弦的张力值：

T 0 =πf2L2d 0 2ρ 0 /g （裸弦）

T 1 =πf2L2[d 0 2ρ 0 +πd 1 ρ 1 (d 0 +d 1 )] /g （单层缠弦）

T 2 =πf2L2[d 0 2ρ 0 +πd 1 ρ 1 (d 0 +d 1 )+πd 2 ρ 2 (d 0 +2d 1 +d 2 )] /g （双层缠弦）

其中：

T 。——裸弦的张力；

T 1 ——单层缠弦的张力；

T 2 ——双层缠弦的张力；

π ——圆周率；

g ——重力加速度 9.8 米 / 秒 2 ；

f ——琴弦振动的频率；

L ——有效弦长；

d 0 ——裸弦 ( 钢丝 ) 的直径；

d 1 ——里层缠弦铜丝的直径；

d 2 ——外层铜丝的直径；

ρ 0 ——钢丝的密度；

ρ 1 ——里层铜丝的密度；

ρ 2 ——外层铜丝的密度。

依据这些张力值绘制成音色曲线。如果该曲线呈现出光滑连接，就表明了该琴音色是出于较佳状态；如果该曲线出现起伏点，就表明该琴在起伏点处音色有不均匀现象，需要加以修正调整。

调整的方法是更换不同直径的琴弦，从而改变它张力使曲线呈光滑连接状态，以获取较佳的音色。

图 1-1 ：琴弦的张力与音色

2 、张力百分比的调整

“张力百分比”是在计算张力的基础上计算出来的，它对音色的影响力要远远超过张力对音色的影响。所谓“张力百分比”即是指使用张力 T 与极限强度下的拉断力 P 百分比，即 T% = T / P × 100% 。

张力百分比数值过小时（即小于 28% ）弦的振动频率就会呈现不稳定状态，在振动时其能量内耗大，振幅衰减快，音量则小，音色自然就会不好。反之，如果张力百分比的数值过大（即超过 70% ），琴弦已达到或者接近弹性极限时，琴弦会产生塑性形变，频率也会不稳定，它将随着时间的推移而逐渐下降。这就是材料力学中常说的“驰豫现象”。这时如果继续调音就会断弦。

一般说来，低音的张力百分比范围在 28% 至 35% 之间，中音区的张力百分比范围在 45% 至 60% 之间，高音区的张力百分比范围在 60% 至 65% 之间较为适宜，如果超出这些范围则须进行调整。

调整方法与张力调整类似，依据琴弦张力百分比 T% 的数值绘制“张力百分比曲线”，然后观察曲线是否光滑连接，对连接不光滑的点更换较佳直径的琴弦。

图 1-2 ：琴弦张力百分比与音色

3 、琴弦的替代规号

用任何其它弦代替时，其长度和频率必须保持不变（长度已为弦桢及弦马钉位置所决定），所以，可以变更的只有直径和张力而已。因此，对于代用弦的直径 d 1 和张力 T 1 将有如下比例：

T / d 2 = T 1 / d 1 2

所需确定的是，使用代用弦，其张力变化将是怎样的数值。

经过研究，证明不论在哪一方面脱离弦长度确定的张力而发生偏差时，要使钢琴音质不发生本质变坏，其极限可能为 3%-4% 。

假设 1 ，某弦直径为 0.75mm （即 12 1/2# ），张力为 80kg ，当采用最接近的一个小号弦（即 12# 弦）时（ d 1 =0.725mm ），它的张力为：

T 1 = T d 1 2 / d 2 = 80×0.725 2 /0.75 2 =80×0.525625/0.5625≈ 74.76kg

即偏差规定张力约 6.55% 。

如果采用最接近的一个大号（即 13# 弦， d 1 =0.775mm ）来代替，则张力为：

T 1 = T d 1 2 / d 2 = 80×0.775 2 /0.75 2 = 80×0.600625/0.5625≈ 85.42kg

即偏差规定张力约 6.775% 。

假设 2 ，某弦直径为 1.225mm （即 22# ），张力为 80kg ，当采用最接近的一个小号弦（即 21 1/2# 弦）时（ d 1 =1.2mm ），它的张力为：

T 1 = T d 1 2 / d 2 = 80×1.2 2 /1.225 2 = 80×1.44/1.500625≈ 76.768kg

即偏差规定张力约 4.04% 。

如果采用最接近的一个大号（即 22 1/2# 弦， d 1 =1.25mm ）来代替，则张力为：

T 1 = T d 1 2 / d 2 = 80×1.25 2 /1.225 2 =80×1.5625/1.500625≈ 83.2986kg

即偏差规定张力约 4.12% 。

假设 3 ，某弦直径为 1.25mm （即 22 1/2# ），张力为 80kg ，当采用最接近的一个小号弦（即 22# 弦）时（ d 1 =1.225mm ），它的张力为：

T 1 = T d 1 2 / d 2 = 80×1.225 2 /1.25 2 =80×1.500625/1.5625≈ 76.832kg

即偏差规定张力约 3.96% 。

如果采用最接近的一个大号（即 23# 弦， d 1 =1.3mm ）来代替，则张力为：

T 1 = T d 1 2 / d 2 = 80×1.3 2 /1.25 2 = 80×1.69/1.5625≈ 86.528kg

即偏差规定张力约 8.16% 。