理论教育 人体对振动的反应及其影响

人体对振动的反应及其影响

时间:2023-09-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:人体对振动的反应既与振动频率及强度、振动作用方向和暴露时间有关,也与乘员的心理、生理状态有关。大量试验表明,人体对不同方向振动的感受存在差异,对上下振动忍耐性最强,其次是前后振动,对左右振动最敏感。人体上下振动的共振点在4~8Hz,水平振动的共振点在1~2Hz。暴露时间是指人体处于振动环境的时间。考虑到不同输入点、不同轴向的振动对人体影响的差异,标准还给出了各轴向振动的轴加权系数k,见表7-1。

人体对振动的反应及其影响

人体对振动的反应既与振动频率及强度、振动作用方向和暴露时间有关,也与乘员的心理、生理状态有关。

大量试验表明,人体对不同方向振动的感受存在差异,对上下振动忍耐性最强,其次是前后振动,对左右振动最敏感。人体上下振动的共振点在4~8Hz,水平振动的共振点在1~2Hz。如果在共振点上施加振动,人体的抗振能力会严重下降,氧气消耗量剧增,能量代谢加快。

暴露时间是指人体处于振动环境的时间。暴露时间越长,人体所能承受的振动强度越小。

20世纪70年代初,国际标准化组织(ISO)在综合了大量有关人体全身振动的研究成果的基础上,制定了国际标准ISO 2631《人体承受全身振动评价指南》。经过对该标准的修订和补充,于1997年公布了ISO 2631—1:1997(E)《人体承受全身振动评价-第一部分:一般要求》,该标准评价长时间作用的随机振动和多输入点多轴向振动环境对人体的影响时,能更好地符合人的主观感觉。我国对相应标准进行了修订,公布了GB/T 4970—1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》。

ISO 2631—1:1997(E)《人体承受全身振动评价-第一部分:一般要求》规定的人体坐姿受振模型如图7-1所示,表明在进行汽车平顺性评价时,应考虑三个输入点12个轴向的振动。即:除了考虑座椅支撑面所输入的三个方向的线振动外,还要考虑三个方向的角振动(rxryrz),以及座椅靠背和脚支撑面两个输入点各三个方向的线振动。

此标准根据人体对不同频率振动的敏感程度不同,规定了各轴向0.5~80Hz的频率加权函数(渐进线),如图7-2所示。考虑到不同输入点、不同轴向的振动对人体影响的差异,标准还给出了各轴向振动的轴加权系数k,见表7-1。即:对于三个输入点12个轴向,分别选用相应频率加权函数和相应的轴加权系数k

978-7-111-40123-0-Chapter07-1.jpg

图7-1 人体坐姿受振模型图(www.daowen.com)

978-7-111-40123-0-Chapter07-2.jpg

图7-2 各轴向频率加权函数(渐进线)

表7-1 频率加权函数、轴加权系数

978-7-111-40123-0-Chapter07-3.jpg

由表7-1可见,座椅面输入点三个线振动的xsyszs的轴加权系数k=1,大于其余各轴向的轴加权系数,因而是12个轴向中人体最敏感的。ISO 2631—1:1997(E)《人体承受全身振动评价-第一部分:一般要求》还规定,当评价振动对人体健康的影响时,就考虑xsyszs这三个轴向,并规定靠背水平轴向xbyb可以由座椅面水平轴向xsys代替,且取轴加权系数k=1.4,表明其比垂直轴zs向更敏感。我国的相应标准GB/T 4970—1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》规定,评价汽车平顺性就考虑xsyszs这三个轴向。

由图7-2可见,座椅面垂直轴向zs的频率加权函数wk最敏感频率范围为4~12.55Hz。试验表明,在4~8Hz这个频率范围,人的内脏器官产生共振,而8~12.5Hz频率范围的振动对人的脊椎系统影响很大。座椅面水平轴向xsys的频率加权系数wd的最敏感频率范围为0.5~2Hz。振动频率在3Hz以下时,水平振动比垂直振动更敏感,且汽车车身部分系统在此频率范围产生共振,故应对水平振动给予充分重视。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈