振動(dòng)效應(yīng)
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振動(dòng)效應(yīng) 英文:vibration effect
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振動(dòng)效應(yīng)的介紹
振動(dòng)引起的人的生理和心理反應(yīng)。振動(dòng)可根據(jù)其對(duì)人體發(fā)生作用的部位,分為局部振動(dòng)和全身振動(dòng);又可根據(jù)其對(duì)人體作用的方向分為與人體頭足軸平行的垂直振動(dòng)、與人體胸背軸平行的橫向振動(dòng)和與人體左右軸平行的側(cè)向振動(dòng)。振動(dòng)對(duì)人體并非都是有害的,但過(guò)量的振動(dòng)對(duì)人體的生理和心理會(huì)產(chǎn)生程度不同的影響。
振動(dòng)效應(yīng)的人體振動(dòng)傳遞
人體是一個(gè)復(fù)雜的共振系統(tǒng)。人體及其各種組織與器官都有其自身的共振頻率。生物力學(xué)研究證明,人體全身垂直振動(dòng)在4~8赫處有一個(gè)最大的共振峰,稱為第一共振頻率。它主要由人體胸腔共振頻率產(chǎn)生對(duì)胸腔內(nèi)臟影響最大。在10~12赫和20~25赫附近有兩個(gè)較小的共振峰,分別稱為第二和第三共振頻率。第二共振峰主要由人體腹腔共振頻率產(chǎn)生,對(duì)腹部內(nèi)臟影響最大。此外,頭部的共振頻率約為2~30赫,心臟約為5赫,眼約為18~50赫,脊柱約為30赫,手約為30~40赫,臀和足部約為4~8赫,肩部約為2~6赫,軀干約為6赫人體的振動(dòng)傳遞與人體骨骼、姿勢(shì)(站姿或坐姿)和座椅型式等有關(guān)。因此,在設(shè)計(jì)車輛和車輛座位時(shí),必須考慮人體共振頻率,采取減振措施,盡量避開(kāi)人體共振效應(yīng)。
振動(dòng)效應(yīng)的人體振動(dòng)界限
人體振動(dòng)界限與振動(dòng)源的振動(dòng)頻率、振幅和暴露時(shí)間有關(guān)。按其影響程度大致有4種情況,即
①感覺(jué)閾:剛剛能引起人的振動(dòng)感覺(jué)的振動(dòng);
②不舒適閾:使人產(chǎn)生不舒適、不愉快的振動(dòng);
③疲勞閾:引起人體疲勞、工作效率降低和使人體產(chǎn)生生理效應(yīng)的振動(dòng)。對(duì)于短期的超疲勞閾所導(dǎo)致的生理心理反應(yīng),當(dāng)振動(dòng)停止后,經(jīng)休息可以得到恢復(fù);
④極限閾(或危險(xiǎn)閾):超過(guò)人體生理心理負(fù)荷的振動(dòng)。超過(guò)極限閾的振動(dòng)對(duì)人體不僅引起嚴(yán)重的生理心理效應(yīng),還會(huì)產(chǎn)生病理性損害。
振動(dòng)效應(yīng)的生理效應(yīng)
一般認(rèn)為,弱的振動(dòng)主要引起人體組織和器官的位移、變形、擠壓,從而影響其功能;強(qiáng)的振動(dòng)引起人體組織和器官的機(jī)械性損傷,如撞傷、壓傷撕傷等;在中等強(qiáng)度(1~10米/秒)軟聲頻作用下,心率、心輸出量、肺通氣量、氧攝取量增加。強(qiáng)烈的低頻振動(dòng)可抑制胃腸道蠕動(dòng)和消化液分泌。1~2赫的振動(dòng)具有催眠作用;高頻較強(qiáng)的振動(dòng)或不穩(wěn)定的振動(dòng)則提高覺(jué)醒水平。長(zhǎng)期中等強(qiáng)度的振動(dòng)可引起頭、頸、背、下肢的肌肉緊張、肌肉疲勞、活動(dòng)能力下降;長(zhǎng)期劇烈的振動(dòng)可引起肌肉萎縮,肌張力下降,有時(shí)出現(xiàn)局部肌肉痙攣,坐骨神經(jīng)痛,臀部和會(huì)陰部疼痛。大幅度的振動(dòng)可引起姿勢(shì)不穩(wěn)而產(chǎn)生抓握性防御反射,更強(qiáng)烈的振動(dòng)可使骨骼系統(tǒng)振動(dòng)和出現(xiàn)血斑。
振動(dòng)效應(yīng)對(duì)工作能力的影響
振動(dòng)影響視銳,其損害程度與振幅成比例,10~20赫的振動(dòng)影響最大。人體或目標(biāo)的振動(dòng)使注視發(fā)生困難,也使視覺(jué)搜索或判讀儀表等工作難以完成振動(dòng)使嗓音發(fā)抖而影響言語(yǔ)質(zhì)量頭、手或腳的振動(dòng)影響操縱活動(dòng)的速度和準(zhǔn)確度。振動(dòng)使追蹤工作效率下降,其衰減量與振動(dòng)的振幅成比例,而且與追蹤操縱運(yùn)動(dòng)軸向一致的振動(dòng)影響更大。振動(dòng)使腳部用力的穩(wěn)定性下降,影響腳部動(dòng)作的速度和準(zhǔn)確度。肢體和人機(jī)界面的振動(dòng)使動(dòng)作不協(xié)調(diào),操縱誤差增加。長(zhǎng)期接觸振動(dòng)可使手部骨質(zhì)變形、肌肉萎縮、感覺(jué)減退、血管收縮以至肌力下降而影響操作能力。振動(dòng)使大腦覺(jué)醒水平下降、注意力分散、思維難于集中、空間定向困難、疲勞,從而加劇振動(dòng)對(duì)心理功能的損害。
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