1、引言
钢琴的声音是由弦槌敲击琴弦而产生的，因此钢琴弦槌对钢琴的音色有很重要的影响，有学者指出:弦槌对钢琴音色的影响仅次于琴弦和音板，大约占到四分之一。世界上很多著名的钢琴品牌的弦槌都有自己的特点和标准，从而使他们的音色特点也各不相同，在同一台钢琴中，不同琴键所对应的弦槌的大小也不一样。弦槌的结构、硬度、羊毛毡的弹性、槌头的体积和质量等各种参数都对钢琴的音色有一定的影响，那么不同参数对钢琴的音质究竟会产生怎样的影响呢？以下通过实验加以详细的分析。
2、实验基本思路及模型
实验基本思路是：通过一个模拟钢琴共鸣系统的模型和一个模拟钢琴击弦机构的模型，进行击弦实验，模拟钢琴击弦机击弦发音的过程，通过改变弦槌的各种参数，进行录音和频谱分析，最终归纳得出的不同参数的弦槌对琴弦音质有不同的影响。
用一块比较大的木板来做音板，木板的四周边缘有高4mm的梁，实际钢琴的音板一端是有限的另一端是无限的（钢琴前端是封闭的，起共鸣的作用），由于条件的限制，这里模拟成音板的后端有限而前端无限。在木板边上固定钢琴弦，通过木质的弦码将弦的振动传递到音板上去，最终制成的实验模型。
3、参数设定
为了分析不同参数对琴弦音质的不同影响，设计了实验，保持其他参数不变，分别改变弦槌的弹性、质量、杆长这三个参数，模拟钢琴弦槌击弦。
4、乐音信号的采集及处理
为了保证乐音采集的准确性，本实验采用了专业的录音设备：录音在半消声室内进行，墙壁和地面上都铺设有吸音的材料，保证噪音干扰降到最低；采用灵敏度较高的电容式麦克风，距离击弦装置半米左右；录音软件采用cooledit软件，采样频率为44100Hz，采样精度为16bit，存储格式为双精度型；音频的处理和分析采用matlab软件。
5、实验结果及分析
5.1 弦槌弹性对音质的影响
弹性的变化实验分为不加羊毛毡和加羊毛毡两种情况，在两种情况下分别进行击弦实验，对采集到的乐音信号进行处理后得到相应的时域和频域波形图，从中可看出：
不加羊毛毡时，乐音的音量较小，并且衰减很快，加羊毛毡后，乐音的音量明显增大了，衰减的速度也减慢了很多，而且声音的延续时间更长一些；不加羊毛毡时，基音的幅度最大，高次谐波的幅度都很小，泛音不够丰富，加羊毛毡后，激发了更多的泛音，且基音的幅度不是最大的，第四次谐波的幅度才是最大的。
通过对比可以看出，弦槌弹性的增加有利于延长击弦历时，从而使琴弦获得更大的能量，能够充分振动，各次谐音也能充分释放出来。因此对于钢琴的低、中、高各个音区，弦槌的弹性应该逐渐减小，从而使低音更浑厚、中音更富于变化、高音更清澈明亮。
5.2 弦槌质量对音质的影响
分别使用质量较小、质量较大、和质量很大的三种弦槌击弦，对采集到的乐音信号进行分析，得到相应的时域和频域波形图。
从时域和频域波形图可以看出：
使用质量较小的弦槌击弦时，声音的音量也较小，持续时间较短；使用质量较大的弦槌击弦时，琴弦振动更充分，音量和持续时间也更大一些；使用质量很大的弦槌击弦时，弦振动的音量不但没有增加，反而减小了，声音的持续时间甚至比质量较小的弦槌击弦时还要短；三种情况下各次谐波的组成区别不是很大，但是泛音的幅度不同，弦槌质量较大时，泛音的幅度也较大，但弦槌质量过大时，泛音的幅度反而减小了。
下面分析出现这三种情况的原因：
当弦槌的质量增加时，由于击弦时的动能增大，因此琴弦获得的能量也随之增加，振动的音量和持续时间自然也更大；但是弦槌质量过大时，弦槌的击弦历时过长，反而会抑制琴弦的振动，使其不能充分振动，从而导致音量减小，音色变坏。
因此对于钢琴较粗的低音弦，应该使用质量较大的弦槌，而对于较细的高音弦，使用质量较小的弦槌即可，对于中音琴弦，质量既不能过大也不能过小。具体每个琴键所对应的弦槌质量大小，需要根据实践和理论计算综合去分析。
5.3 弦槌杆长对音质的影响
改变弦槌的杆长进行击弦实验，得到相应的时域和频域波形图。
由各图可以看出：弦槌槌柄的长度增加时，弦振动的音量和各次谐波的幅度增大。这是因为，槌柄长度增加时，弦槌的运动速度也随之增加，因此琴弦获得的能量更大，振动也更充分。
6、综合分析
以上根据弦槌的弹性、质量和槌柄长度对音质的影响分别进行了分析，下面综合分析这三种因素：
要使琴弦振动更充分，可以采用增加弦槌的弹性、加大弦槌质量或增加弦槌槌柄的长度来实现。但是由于弦槌的质量不能无限加大，槌柄的长度过大也会导致运动的不平稳，而羊毛毡的弹性也有一定的范围限制，因此，弦槌的质量、弹性和槌柄的长度应该综合各方面的要求，寻找一个最合适的值。
通过分析可以发现，所有因素对弦振动的影响都通过击弦历时起作用，因此在设计弦槌的各种参数时，要保证它的击弦历时在一个适度的范围内，为钢琴的艺术表现提供保证
