人体固有频率及对振动的响应

  1. 人体固有频率特性

        正常人体的固有频率为7.5Hz左右(水平方向约3-6Hz,竖直方向约48Hz)。人体各器官的固有频率为3~17Hz,头部的固有频率为8~12Hz,腹部内脏的固有频率为4~6Hz。人体能感知的振动频率范围是1~1000Hz,站立的人对4~8Hz的振动最为敏感,躺卧的人对1~2Hz的振动最为敏感。

人体各部位固有频率参考值.png

人体各部位固有频率参考值(不同体态会有差异)

    正是由于各部位固有频率比较低的原因,次声波对人体有很大的破坏作用,因为人体各部分的固有频率都在次声波的频率范围之内。次声武器就是利用频率低于20Hz的次声波与人体发生共振,使共振的器官或部位发生位移和变形而造成人体损伤以至死亡的一种武器。有关部门已经做出相应规定:要求手工操作的各类机械频率必须大于20Hz。

2.人体对振动的反应

人体对振动的敏感程度和工作方式也有很大的关系。如操作者通过他的手施加在工具或者工件上的力的大小和方向,人体暴露在振动中的面积和位置等。当频率一定时,振动幅度越大对机体的影响越大。振动强度以人体对振动的感受程度来评价。

2.1 人体对振动的生理效应(全身振动)

全身振动生理效应.png

全身振动生理效应

0~1Hz引起晕车;2-3Hz影响内脏器官;4~6Hz伤害脊柱......

2.2 人体对振动的舒适性反应(全身振动)

对振动环境的舒适反应.png

人体固有频率及对振动的响应的图42.3 人体各部位振动响应

人体坐标定义:胸背-X,左右-Y,头足-Z。人体Z方向最敏感频率3-5Hz。

人体Z方向振动传递率.png

人体固有频率及对振动的响应的图6人体Z方向振动传递

人体固有频率及对振动的响应的图7


参考文献:

  • 《浅谈共振的应用及其危害》

  • ISO 2631-2010(GB/T 13441)

  • GB/T 16441

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