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全身垂直振动大小对座椅上人体吸收功率的影响[外文翻译],附件c:译文 全身垂直振动大小对座椅上人体吸收功率的影响n.j. mansfield and m.j. griffin 人类因数研究单位,噪声和振动研究所南安普敦大学,南安普敦,so171bj,英国1998年3月16日接受(accepted 16 march 1998)在实验室中测得12个男性受试者暴露于6种不同大小(...
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全身垂直振动大小对座椅上人体吸收功率的影响

N.J. MANSFIELD AND M.J. GRIFFIN
人类因数研究单位,噪声和振动研究所
南安普敦大学,南安普敦,SO17 1BJ,英国
1998年3月16日接受(Accepted 16 March 1998)

在实验室中测得12个男性受试者暴露于6种不同大小(0.25,0.5,1.0,1.5,
2.0和2.5ms-2 r.m.s)的随机全身垂直振动的吸收能量。所有实验表明在5Hz时的吸收能量最大,但是随着振动大小的增大,吸收能量的频率峰值减小。吸收的总能量的大小大约是加速度大小的平方:把吸收的能量标准化成振动大小的平方,这样就消除了大多数的差别,尽管这些变化在共振频率处仍然十分明显。在一个恒定加速度下,频率对吸收功率的依赖性,近似的由一个简单的权重来逼近,权重的斜率为±6dB∕每侧5Hz的八分位。把吸收能量的特征和用频率作为衡量标准的特征进行比较得出了明显的差异,特别是在高频段。得出和目前公认的频率权重的差别如此之大以至于吸收功率在全身垂直振动中对不适或受伤的风险不可能产生好的预测。

1、概述
通过评估人体暴露于全身性振动来预测伤害的风险,至少应该考虑振动大小、振动频率和暴露时间的影响。近几年来普遍采用‘频率权重’评估,在不同的频率下允许有不同的潜在伤害,并且‘时效’反映了随曝光时间的增长,任何假定的风险也会增长。依据振动频率和暴露时间对严重暴露的可能采取一些措施来对振动大小进行修正、衡量。
从重复的科学研究中获得的各种信息可能被用来决定振动频率和暴露时间权重,例如,观察暴露在振动中病变,观察在暴露中或暴露后的生理反映,或者是从发表的研究中收集观点(例如,舒适性和疼痛感)。方便实用和个人偏好总是会影响评价方法的选择。关于用频率来作为全身振动的评价标准(如,ISO2631[1,2],BS6841[3])结合了上述方法以期达到形成独特的程序来量化严重的振动。
一些工程师在进行设计、评估机器和工具时,可能会被提及所涉及的振动频率和暴露时间都来自全部、部分的主观性研究。或许机械结构的某些方面或人体的动态响应可以用于绕过或减少心理、生理和病理上人体对对振动的复杂响应。
人体的动态响应的测量不需要主观的臆断或在人体上安装装置,这种观点是显而易见的,A(f),(机械阻抗点,Z(f)),
A(f)=F(f)/a(f), Z(f)=F(f)/v(f) (1,2)
F(f)——驱动点的力,a(f)——驱动点的加速度,v(f)——驱动点的速度,f——振动频率。这个观点明显表达了质量和机械阻抗反映了力与加速度(速度)在驱动点的关系,因此受身体质量、刚度和阻尼的影响。一般来说,在座椅上产生的力引起了身体内部的运动。坐姿的有效质量在垂直方向一般在5Hz(见,例如,文献[4-6])或是在更高的频率上有垂直响应。因此,符合不适数据,有效质量趋向于表明在5Hz受伤的可能比在更低的或是更高的频率时更大。虽然由一个物体的有效质量能给出部分重要的振动频率,但没有给出持续时间和振动大小的影响迹象:既不增加振动持续时间也不提高振动大小从而导致有效质量变化不明显[7]。