© 1997 Джон С. Аллен

Основна частота вібрації натягнутою струни або дроту змінюється у відповідності з наступною формулою, який є похідним від базового фізичного закону.¹

де

F 1 = основна частота в циклах в секунду
L = довжина рядка
Т = натяг струни у фунтах або динах
m = маса на одиницю довжини в фунтах/дюйм або  в г/см.

Площа поперечного перерізу спиці і маса на одиницю довжини m точно пропорційні один одному. Таким чином, для двох різних рядків або проводу рівної довжини, один товстий і тонкий інший, частота така ж, якщо напруга на одиницю площі поперечного перерізу те ж саме. Один із способів думати про це, це уявити два однакових спиці пліч-о-пліч, і в той же датчика і в той же напруженості. Вони вібрують на тій же частоті. Тепер уявіть собі, злегка з’єднуючи їх воєдино всі уздовж їх довжини. Вони як і раніше вібрує на тій же частоті. Нарешті, уявіть собі, їх злиття в один, більш товстою спиці. Це все ще вібрує на тій же частоті.

Ці факти в значній мірі спростити вимір напруженості спицями для будівників колес. Щоб визначити, чи є спицями оптимально натягується, ми не маємо для вимірювання товщини або, що більш важко, напруга, оскільки музичні тони переводить безпосередньо в напруженості на одиницю площі поперечного перерізу.

Зверніть увагу, що основній частоті спиці збільшується тільки як квадратний корінь напруженості. Таким чином, кожен подвоєння частоти – один музичний октави – піднімає напругу з коефіцієнтом 4. Говорив, фундаментальна частота тільки в 1,2 рази вище, ніж значення, вказаного в таблиці – музичний незначні третину вище – це вже більше, ніж у в 1,4 рази, як багато напруженості, і швидше за все, не швидко.

Спиці велосипеда рідко зламати через надмірного натягу; але обід може не витримати, і, коли обід релаксує навколо спиць отворів, колесо не вдається. Вага навантаження на колеса знижує натяг кілька спиць в нижній частині колеса сильно, і піднімає напругу інших спиць незначно, але бічним завантаженням в той час спираючись на велосипед з боку в бік, а педалі з сідла викликає значне збільшення в спицями напруженості і може призвести до швидкого виходу з ладу перетягнутими колесо.² Я бачив новозбудованих колеса, які не вдалося, таким чином, перший раз, коли вони були їздив. Вони були натягнуті до приблизно в 1,5 рази кількість я рекомендую і були побудовані з використанням високоякісних коробчатого перерізу з алюмінієвого сплаву диски.

Спицями, фундаментальна частота 0,83 від номінальної вартості, я рекомендую – музичний незначні третину нижче – проводить тільки 70 відсотків оптимальної напруженості, і колесо побудовано до цього рівня напруги може виконувати лише близько 70 відсотків від маси його міг би, якщо правильно натягнута. Вільний колесо, ймовірно, щоб зламати палиці і вийти з так, тому що спиці можуть повністю перейти слабину при великих навантаженнях. Надлишок рух в стоячій колеса те, що порушує спиці і дозволяє соски, щоб відгвинтити.

Так як товщина дроту збільшується, наша формула для музичного поле стає трохи неточним. Міст із сталевої струнні гітари забезпечує повсякденну приклад цього явища. Нижче скатних струн гітари зроблені з більш товстого дроту, чий більше жорсткість на вигин додає свій contritution з жорсткістю, породженої tension.Вібруючої частини струни струни (частина між мостом і турбуватися, або міст і гайки, якщо рядок не турбувався) є, в першому наближенні, затискається, і номінально трохи коротше, ніж фактичний діапазон для цієї причини, гітара міст не йти прямо по прямим кутом до струн, але нахилена, щоб зробити нижньому розбили рядків більше, так що вони будуть грати в гармонії на всіх ладах шиї гітари.

Розбіжність, для яких гітара моста компенсує невелике. Навіть у велосипедних спиць, які набагато товщі, ніж гітарних струн, настройка становить лише кілька відсотків. Стіл у супровідному статті включає в себе виправлення, яке я вирішив досвідченим шляхом вимірювання музичний крок натягнутих спиць затискається с при різних довжинах.

Частина спиці на зовнішньому кінці знаходиться всередині ніпель, і частина на внутрішньому кінці знаходиться в контакті з маточиною. Ці частини не можуть внести свій внесок у довжину коливальної. Таблиця також рахунки для цього. Кінці вдарив спиці досить товстою, ніж валу пояснювалося тим, що кінці вносить лише незначний внесок її ефективної довжини вібрувати. Це, а також більш високу міцність на нитки і голова вдарив спицею, припадає на вище музичне поле я рекомендую для встик спицями.

Межа текучості стали хорошою близько 150000 фунтів на квадратний дюйм або 1,04 · 10¹⁰  дин/см², а напруженість рекомендується в таблиці 1/3 це близько 50000 фунтів на квадратний дюйм або 3,45 х 109 дин/см².

Натяг спиць виміряних з використанням комерційного тензіометра і за допомогою музичного тону була в порівнянні, і результати були опубліковані. Вони показують гарну залежність².