环境振动下人体动力特性和舒适度评价

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随着我国经济事业的迅速发展和城市规模的日益扩大,人们对生产、生活的环境质量要求不断提升,振动对人们的工作、生活和健康的影响已经越来越成为一个不可忽视的科学问题。环境振动破坏了人类与外界环境之间的和谐关系,国际上已经将其列为七大环境公害之一。因此,研究环境振动下人体的动力效应具有重要的意义,也是“以人为本”思想的体现。传统的研究大部分只考虑竖向振动对人体的影响与评价,将水平振动影响简单忽略,导致难以准确反映出人体的振动响应的情况。本文从水平两向振动的影响出发,通过人体动力特性的振动台试验,分析了人体动力响应并建立相应的人体动力学模型,对人体振动舒适度评价问题进行了研究,主要开展的工作和成果为:1.对20名受试者以坐姿、站姿、卧姿进行了水平双向输入白噪声的振动台试验。针对测试数据得出了基于不同姿势的人体频谱分布规律;从加速度时程、加速度傅氏谱等方面分析了人体动力响应特性;根据国内外现有标准给出的人体振动模型的相关研究,依据人体振动模型建立的方法,建立了水平两向基于不同工况(立、坐、卧姿)的人体动力模型。2.基于MATLAB优化工具箱,根据非线性最小二乘法进行数据拟合的原理,通过频响函数理论计算值与试验确定值的数据拟合,优化识别出了所建振动模型的质量、刚度、阻尼等动力学参数。3.设计制作了一种人体动力试验用传感器固定装置。该固定装置针对人体坐、立、卧三种姿势,而且在人体的同一部位可同时采集到X、Y、Z三个方向的数据,具有制作简单、使用方便、易于固定、对振动信号不易造成干扰等优点,具有较广泛实用价值。4.在对现有的人体振动舒适度评价方法进行总结研究的基础上,提出一种新的舒适度评价模型—人体振动舒适度综合评价方法,该评价方法将客观振动评价指标与主观的模糊语言量化成一定的关系,并综合考虑了不同振动强度、不同测点等多重因素带来的人体振动舒适度难以评价的问题。
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