人體固有頻率及對振動的響應

  1. 人體固有頻率特性

        正常人體的固有頻率為7.5Hz左右(水平方向約3-6Hz,豎直方向約48Hz)。人體各器官的固有頻率為3~17Hz,頭部的固有頻率為8~12Hz,腹部內臟的固有頻率為4~6Hz。人體能感知的振動頻率范圍是1~1000Hz,站立的人對4~8Hz的振動最為敏感,躺臥的人對1~2Hz的振動最為敏感。

人體各部位固有頻率參考值.png

人體各部位固有頻率參考值(不同體態會有差異)

    正是由于各部位固有頻率比較低的原因,次聲波對人體有很大的破壞作用,因為人體各部分的固有頻率都在次聲波的頻率范圍之內。次聲武器就是利用頻率低于20Hz的次聲波與人體發生共振,使共振的器官或部位發生位移和變形而造成人體損傷以至死亡的一種武器。有關部門已經做出相應規定:要求手工操作的各類機械頻率必須大于20Hz。

2.人體對振動的反應

人體對振動的敏感程度和工作方式也有很大的關系。如操作者通過他的手施加在工具或者工件上的力的大小和方向,人體暴露在振動中的面積和位置等。當頻率一定時,振動幅度越大對機體的影響越大。振動強度以人體對振動的感受程度來評價。

2.1 人體對振動的生理效應(全身振動)

全身振動生理效應.png

全身振動生理效應

0~1Hz引起暈車;2-3Hz影響內臟器官;4~6Hz傷害脊柱......

2.2 人體對振動的舒適性反應(全身振動)

對振動環境的舒適反應.png

人體固有頻率及對振動的響應的圖42.3 人體各部位振動響應

人體坐標定義:胸背-X,左右-Y,頭足-Z。人體Z方向最敏感頻率3-5Hz。

人體Z方向振動傳遞率.png

人體固有頻率及對振動的響應的圖6人體Z方向振動傳遞

人體固有頻率及對振動的響應的圖7


參考文獻:

  • 《淺談共振的應用及其危害》

  • ISO 2631-2010(GB/T 13441)

  • GB/T 16441

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