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星期五,三月25 2011 05:38

振動

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振動是振盪運動。 本章總結了人體對全身振動、手傳振動的反應以及暈車的原因。

全身震動 當身體支撐在振動的表面上時(例如,當坐在振動的座椅上、站在振動的地板上或靠在振動的表面上時)會發生。 全身振動發生在所有形式的交通工具中以及在某些工業機械附近工作時。

手傳振動 是通過手進入身體的振動。 它是在工業、農業、採礦和建築業的各種過程中,用手或手指抓住或推動振動的工具或工件而引起的。 接觸手傳振動會導致多種疾病的發展。

暈動病 可能是由身體的低頻振盪、身體的某些類型的旋轉和顯示器相對於身體的移動引起的。

幅度

物體的振盪位移交替涉及一個方向的速度和相反方向的速度。 這種速度變化意味著物體不斷加速,首先是一個方向,然後是相反的方向。 振動的大小可以通過位移、速度或加速度來量化。 為方便起見,通常使用加速度計測量加速度。 加速度的單位是米每秒 (m/s2). 地球重力加速度約為 9.81 m/s2.

振蕩的幅度可以表示為運動所達到的末端之間的距離(峰峰值)或從某個中心點到最大偏差的距離(峰值)。 通常,振動的幅度用振盪運動加速度的平均測量值表示,通常是均方根值 (m/s2 有效值)。 對於單頻(正弦)運動,均方根值是峰值除以√2。

對於正弦運動的加速度, a (以米/秒為單位2), 可以從頻率計算, f (以每秒週期數為單位)和位移, d (以米為單位):

一個=(f)2d

該表達式可用於將加速度測量值轉換為位移,但僅當運動以單一頻率發生時才准確。

有時使用以分貝為單位量化振動幅度的對數刻度。 當使用國際標準 1683 中的參考水平時,加速度水平, La, 表示為 La = 20log10(a/a0),哪裡 a 是測得的加速度(單位為 m/s2 有效值)和 a0 是10的參考水平-6 米/秒2. 一些國家使用其他參考水平。

 

頻率

以每秒循環數(赫茲,Hz)表示的振動頻率會影響振動傳遞到身體(例如,傳遞到座椅表面或振動工具的手柄)的程度,影響振動的程度它通過身體傳播(例如,從座椅到頭部),以及身體振動的影響。 運動的位移和加速度之間的關係也取決於振盪頻率:一毫米的位移對應於低頻下的非常低的加速度,但高頻下的加速度非常高; 人眼可見的振動位移並不能很好地指示振動加速度。

全身振動的影響通常在 0.5 至 100 赫茲範圍的低端最大。 對於手傳振動,高達 1,000 赫茲或更高的頻率可能會產生不利影響。 低於約 0.5 Hz 的頻率會導致暈動病。

振動的頻率內容可以在頻譜中顯示。 對於許多類型的全身和手部傳遞的振動,頻譜很複雜,在所有頻率下都會發生一些運動。 然而,通常會出現峰值,這些峰值顯示了大部分振動發生的頻率。

由於人對振動的反應會因振動頻率而異,因此有必要根據每個頻率下發生的振動程度來對測得的振動進行加權。 頻率加權反映了振動在每個頻率上引起不良影響的程度。 每個振動軸都需要加權。 全身振動、手傳振動和暈動病需要不同的頻率加權。

方向

振動可以在三個平移方向和三個旋轉方向上發生。 對於坐著的人,平移軸被指定 x-軸(前後), y-軸(橫向)和
z-軸(垂直)。 關於輪換 x-, y - 和 z-軸指定為 rx (滾動),ry (音高)和 rz (偏航),分別。 振動通常是在身體和振動之間的界面上測量的。 本章接下來的兩篇文章說明了測量全身振動和手傳振動的主要坐標系。

時間長度

人類對振動的反應取決於振動暴露的總持續時間。 如果振動的特性不隨時間變化,則均方根振動可以方便地測量平均振動幅度。 秒錶可能足以評估暴露持續時間。 平均震級和總持續時間的嚴重程度可參照以下文章中的標准進行評估。

如果振動特性發生變化,則測得的平均振動將取決於測量它的時間段。 此外,均方根加速度被認為低估了包含衝擊或高度間歇性的運動的嚴重性。

許多職業暴露是間歇性的,強度隨時間變化或包含偶爾的衝擊。 這種複雜運動的嚴重程度可以以給例如短時間的高幅度振動和長時間的低幅度振動適當的權重的方式來累積。 使用不同的劑量計算方法(參見本章中的“全身振動”、“手傳振動”和“暈動病”)。

 

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