機械振動與沖擊人體暴露于全身振動的評價 第1部分一般要求

1、機械振動與沖擊人體暴露于全身振動的評價+第1部分一般要求 ICS 13160 2 32 巧黯 中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準 GBT134411一20071502631一11997 代替GBT13441一1992GBT13442一1992 機械振動與沖擊 人體暴露于全身振動的評價 第 1部分一般要求 Mechanicalvibrationandshock一EvaluationofhumanexPosureto whol-ebodyvibration一PartlGeneralrequirements 1502631一11997IDT 2007一04一30發(fā)布 2007一11一01實施

2、 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中 國 國家 標 準 化 管 理 委 員 會 發(fā) 布 GBT134411一20075102631一11997 目 次 一 雪喜 1 范圍 ···································

3、··················································

4、·························· 1 2 規(guī)范性引用文件 ······················

5、;··················································

6、;························ 1 3 術語和定義 ························

7、··················································

8、···························· 1 4 符號和下標 ····················&

9、#183;·················································&

10、#183;·························-····· 1 5 振動測量 ·················&#

11、183;·················································&#

12、183;·4··································· 3 51 總則 ···········

13、3;·················································

14、3;·············································· 3 52 測量方向 ··

15、;··················································

16、;··················································

17、; 3 53 測量位置 ················································

18、··················································

19、···· 3 54 信號調理的一般要求 ···········································&#

20、183;···········································4 55 測量時間長度 ····&#

21、183;·················································&#

22、183;········································· 4 56 振動條件的報告 ······

23、··················································

24、····································· 4 6 振動評價 ···········&#

25、183;·················································&#

26、183;··········································· 4 61 用計權均方根加速度的基本評價方法 ··

27、83;·················································

28、83;············· 4 62 基本評價方法的適用性 ·································

29、3;·················································

30、3;5 63 基本評價方法不適用時的附加評價方法 ··············································

31、;················· 7 64 頻率計權 ·······························

32、··················································

33、····················· 8 65 多方向的合成振動 ··························

34、83;·················································

35、83;············· 01 66 振動評價方法使用指南·································

36、3;·················································

37、3;01 7 健康 ················································&#

38、183;·················································&#

39、183;············ 01 71 應用 ···································

40、3;·························4························

41、83;····················· 01 72 振動評價 ··························

42、83;·················································

43、83;························· n 73振動對健康影響的評價指南·····················

44、3;·················································

45、3;······11 8 舒適與感知 ··········································

46、;··················································

47、;·········· n 81 應用 ······································&#

48、183;········································4·········&

49、#183;·················· 11 82 舒適 ·····························

50、83;·················································

51、83;···························· 11 83 感知····················

52、··················································

53、······································ 31 84 振動對感知和舒適影響的評價指南········&#

54、183;·················································&#

55、183;········ 31 9 運動病 ·······································

56、3;·················································

57、3;·················· 31 91 應用 ······························

58、··················································

59、··········4················ 31 92 振動評價 ······················

60、;··················································

61、;····························· 31 93振動對運動病影響的評價指南·················

62、3;·················································

63、3;··31 附錄A 規(guī)范性附錄 頻率計權的數(shù)學定義 ············································

64、;··················· 41 附錄B 資料性附錄 振動對健康影響的評價指南 ··························&#

65、183;··························· 61 附錄C 資料性附錄 振動對舒適與感知影響的評價指南 ·················&#

66、183;··························· 81 附錄D 資料性附錄 振動對運動病發(fā)病率影響的評價指南 ·················&

67、#183;························ 02 參考文獻 ·······················

68、3;·················································

69、3;·································· 21 GBT 134411一20071502631一11997 J 召 月明 舀 GBT13441機械振動與沖擊 人體暴露于全身振動的評價分為四個部分 第工部分一般要求 第2部分建筑物內

70、的振動1 Hz一80H z 第4部分振動和旋轉運動對固定導軌運輸系統(tǒng)中的乘客及乘務員舒適影響的評價指南 第5部分包含多次沖擊的振動的評價方法 本部分為GBT13441 的第 1部分 本部分等同采用5102631一11997 E 機械振動與沖擊 人體暴露于全身振動的評價 第1部 分一般要求 英文版 為便于使用本部分做了如下編輯性修改 用 本部分代替1502631本部分 刪除國際標準的前言 用小數(shù)點符號 代替作為小數(shù)點的 取消附錄E并把相應的內容納人本部分參考文獻之中 對5102631一19197 E 引用的其他國際標準有被等同采用為我國標準的用我國標準代替 對應的國際標準其他則直接引用國際標準

71、本部分是對GBT13441一1992人體全身振動環(huán)境的測量規(guī)范和GBT13442一1992人體全身 振動暴露的舒適性降低界限和評價準則的合并修訂 本部分與GBT13441一1992和GBT13442一1992相比主要變化如下 本部分與5102631一19197E 的一致性程度為等同而前一版本則為非等效 本部分改為 GBT 13441系列標準 的第 1部分并按 150 2631一11997 E 補充T GBT1344i一1992和GBT13442一1992中未納人的部分 頻率范圍擴展到IHz以下用基于均方根值加速度頻率計權方法評價 增加了附錄A頻率計權的數(shù)學定義 調整了術語和定義 取消了GBT1

72、3441一1992中振動的量級 振級 等效連續(xù)均方根值等效連續(xù)振級等概念 取消了GBT13441一1992中的測量報告 本部分不強調振動暴露界限也不強調暴露時間的概念取消了GBT13442一1992的表格及 圖中有關暴露時間的內容但在增加的附錄B附錄C和附錄D中提供了振動影響評價指南 本部分不僅規(guī)定了振動對坐姿和立姿人體影響的相關測量及評價方法而且也規(guī)定 了振動對 臥姿人體影響的相關測量及評價方法在附錄C中給出了振動對舒適與感知影響的評價 指南 本部分的附錄A為規(guī)范性附錄附錄B附錄C附錄D為資料性附錄 本部分由全國機械振動與沖擊標準化技術委員會 SACTc5 3提出并歸口 本部分起草單位北京理

73、工大學北京航天醫(yī)學工程研究所中國鐵道科學研究院吉林省安全科學 技術研究院北京市勞動保護科學研究所鄭州機械工程研究所 本部分主要起草人高利陳衛(wèi)杰昊紹斌陳雪梅趙亞男劉洪濤馬揭肖建民邵斌韓國明 本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為 GBT 13441一1992 GBT13442一1992 GBT 134411一2007150 2631一11997 引 言 本部分的主要目的是規(guī)定與下列方面相關的人體暴露于全身振動的量化方法 人的健康與舒適 振動感知的可 能性 運動病的發(fā)病率 本部分主要涉及人體全身振動但并不包括那些直接傳遞到四膠上的振動 如電動工具 而帶來的 嚴 重影響 交通工具 包括空中陸路及水上

74、機械設施 比如用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)的 以及工業(yè)活動 比如打樁和 爆破 經(jīng)常使人們暴露于周期的隨機的或瞬態(tài)的機械振動當中這些機械振動會影響人們的舒適活動 和健康 本部分不包括振動暴露界限但還是定義了相關的評價方法以便可單獨預備用作界限的基礎本 部分還包括對含有間斷性高峰值 即有高波峰因數(shù) 振動的評價 三個附錄提供了振動對健康 附錄B 對舒適與感知 附錄C 和對運動病發(fā)病率 附錄D 可能造 成的影響的近期信息本指南試圖考慮所有可能的數(shù)據(jù)并滿足進一步提出簡單而實用的推薦方法的需 要為了避免歧義和鼓勵精確的測量本指南都是以數(shù)字項的形式給出但在使用這些推薦值時應牢 記應用的限制條件從科技文獻中可獲得更多的信息

75、本部分參考文獻中列出了部分相關科技文獻 本部分沒有涵蓋劇烈振動對人的行為和工作能力的潛在影響因為這類指南主要取決于與操作者 場所和任務設計相關的工效學細節(jié) 振動是很復雜的通常包括許多頻率發(fā)生在幾個方向上并且隨時改變振動產(chǎn)生的影響可能是多 種多樣的全身振動暴露會在人體內引起擺動和力的復雜分配不同實驗對象在生物學反應方面存在 很大的差異全身振動會引起一些感覺 如不舒適或煩躁 影響人的行為能力或呈現(xiàn)健康和安全危險 如病理學損傷或生理學變化 小幅度運動震蕩力的存在也會產(chǎn)生類似的影響 為更適應需要本部分編人了該領域報告的新經(jīng)驗和研究成果主要變化有 重新組織了本部分 改變了振動環(huán)境測量和分析的方法 改變了

76、結果應用的步驟 隨著人們對振動的人體生理病理反應以及行為反應的復雜性和缺乏清楚認識的增強全面地理解 劑量一反應間的關系有利干給出關于健康舒適與感知運動病發(fā)病率更為定量的指南 見附錄B 附錄D 基于實踐經(jīng)驗均方根值方法仍繼續(xù)作為波峰因數(shù)小于9的測量基礎因此應堅持對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的 整合近年來的研究已經(jīng)表明承受振動暴露時的加速度峰值的重要性尤其是對健康的影響更為重要 實驗表明評價振動的均方根值方法低估了具有真正價值的峰值對振動的影響在均方根值方法擴展到 波峰因數(shù)小于或等于9的振動評價的情況下希望提出附加的和或可替代的測量程序來評價這種高峰 值特別是波峰因數(shù)大于9的振動 為簡單起見有關暴露持續(xù)時間對人的

77、不同影響附屬關系已在早期版本中作了假定認為對不同的 影響 健康工作效率和舒適 是相同的這一概念沒有得到實驗研究結果的支持因此被刪掉新的研 究成果在附錄中作了概述本修訂沒有包括暴露界限或極限還刪除了由于振動產(chǎn)生 疲勞降低工作效 率的概念 盡管在本修訂中有一些實際變化改善和精練大量的報告和研究成果都表明在早期版本中推薦的 GBT 134411一200715 2631一11997 評價指南和暴露界限是安全的而且可以防止不希望的影響這次修訂應當不影響現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的整合和 繼續(xù) 也應當支持更好的數(shù)據(jù)收集以作為各種刺激 影響關系的基礎 本部分規(guī)定了人體暴露于全身振動的測量和評價的一般方法GBT13441的其

78、他部分是以本部 分為基礎的特殊環(huán)境下的具體規(guī)定 本部分是GBT13441結構調整后修訂完成的第一個部分其他部分將在今后陸續(xù)制定和修訂 GBT134411一20071502631一11997 機械振動與沖擊 人體暴露于全身振動的評價 第 1部分 一般要求 范 圍 本部分規(guī)定了周期隨機和瞬態(tài)的全身振動的測量方法指出了綜合決定振動暴露能夠被接受程度 的主要因素附錄B至附錄D表明了目前的觀點并提供了振動對健康舒適與感知運動病的可能影 響的指南考慮的頻率范圍為 對健康舒適與感知為SHz80Hz 對運com 盡管沒有涉及人體行為的潛在影響這里關于全身振動測量指南的絕大部分也可用于這個領域 本部分還規(guī)定了為

79、了測定人體暴露而安裝傳感器的優(yōu)先方法的原則本部分不適用于像車輛事故產(chǎn) 生的極大單次撞擊 本部分適用于通過支撐面?zhèn)鬟f到整個人體的運動這些支撐面包括站立的人的腳或坐著的人的臀 部背部和腳或躺臥的人的支撐區(qū)域這種類型的振動出現(xiàn)在交通工具機械設備建筑物中以及正在 工作的機器附近 2 規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過GBT13441的本部分的引用而成為本部分的條款凡是注日期的引用文 件其隨后所有的修改單 不包括勘誤的內容 或修訂版均不適用于本部分然而鼓勵根據(jù)本部分達成 協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本凡是不注日期的引用文件其最新版本適用于本 部分 GBT15619一2005 機械振動與沖擊

80、 人體暴露 詞匯DT GBT187071一2002 機械振動評價車輛座椅振動實驗室方法 15010326一11992IDT 1502O41 振動與沖擊 術語 1508O41 人體振動響應 測量儀器 IEC126 電聲學 倍頻程和分數(shù)倍頻程濾波器 術語和定義 1502041和GBT15619中給定的術語和定義適用于GBT13441的本部分 符號和下標 4 1 符號 a 振動加速度平移加速度為 m25 旋轉加速度為 rad52 如無特殊說明對其值的引用均指 均方根值 m5 HP 用虛數(shù)角頻率 復頻率 的函數(shù)表示的濾波器的傳遞函數(shù)或增益 P 少27tf 虛數(shù)角頻率 w 頻率

81、計權 1 GBT 134411一20075102631一11997 42 下標 cdef小k 指用來評價健康舒適感知和運動病而推薦的各個頻率計權曲線 見表 1和表 2 w 指頻率計權加速度值 Xy2 指平移或直線振動的方向 見圖1 對于旋轉振動它們指旋轉軸r 繞xy2軸的旋轉分別設定為滾轉俯仰和偏轉見圖1 指xy和2軸總計權加速度的矢量和 a 坐姿 b 立 姿 了 為 c 臥姿 圖 1 人體基本 中心坐標 系 GBT 134411一20071502631一11997 表 1 基本計權的頻率計權曲線應用指南 健康 舒適 感知 運動病 頻 率計權 見第 7章 見第8章 見第 8章 見第 9章 W壓

82、 2軸座椅表面 2軸座椅表面 2軸座椅表面 2軸 立姿 2軸立姿 垂直臥姿 頭部除外 垂直臥姿 頭部除外 幾孫之軸坐姿腳部 Wd x軸座椅表面 二軸座椅表面 x軸座椅表面 y軸座椅表面 y軸座椅表面 y軸座椅表面 xy軸立姿 二y軸立姿 水平臥姿 水平臥姿 y2軸座椅一靠背 Wf 垂直方向 表2 附加計權的頻率計權曲線應用指南 健康 舒適 感知 運動病 頻率計權 見第 7章 見第 8章 見第8章 見第9章 W x軸座椅一靠背 二軸座椅一靠背 二軸座椅一靠背 W r二八軸座椅表面 rr幾軸座椅表面 WJ 垂直臥姿 頭部 垂直臥姿 頭部 a 見 com b com3的注 5 振動測 51 總則 振

83、動幅值的基本量是加速度 見41 在很低頻率振動而且是低振幅的情況下如在建筑物中或在船上可以進行速度測量并換算成加 速度 52 測t方向 com 應以振動輸人人體的點為坐標原點測量振動主要相關的基本中心坐標系如圖1所示 522 如果不能獲得這個優(yōu)選的中心坐標軸與振動傳感器的精確對中必要時傳感器的靈敏軸可與這 個優(yōu)選的中心坐標軸偏移 105對于坐在斜靠背椅子上的人相對坐標原點應由人體的坐標軸來決定 這時的2軸不必垂直但應注明基本中心坐標系相對于重力場的方位 com 固定于某一測量位置的傳感器應正交安放單個測量位置處放置在不同坐標軸上的平移加速 度計應盡量靠近 53 測t位置 531 為了表示在人體

84、和振源間界面處的振動此處應放置傳感器 傳到人體的振動應當在人體和支撐面間的界面上進行測量 人體和振動表面間接觸的主要區(qū)域并不總是很明確的對于坐姿人體本部分使用了3個主要區(qū) 域座椅支撐面座椅一靠背處和放腳處座椅支撐面的測量應當在坐骨突起部位的下面進行座椅一靠 背處的測量應當在支撐人體的主要區(qū)域進行放腳處的測量應當在最經(jīng)常放腳的支撐面上進行對于 臥姿本部分認為應在骨盆后背和頭下的支撐面進行測量在所有情況下都應當全面報告測量位置 GBT134411一20071502631一11997 注1當直接測量不易實現(xiàn)時可以在交通工具或建筑結構的固定部分如旋轉中心或重心處測量振動有關人體 反應數(shù)據(jù)的評價需要另外

85、計算并且還需要具備關于被評價系統(tǒng)的結構動力學的知識 注2座椅一靠背處振動的測量最好在椅背和人體的接觸面進行當這樣做有困難時可以在靠背軟墊后面的座椅 支架上進行如果在這種位置上進行測量測量數(shù)據(jù)必須用靠墊材料的傳遞特性進行修正 注3由剛性表面?zhèn)鞯饺梭w的振動可以在緊靠人體和該剛性表面的接觸區(qū)域附近 通常在該區(qū)域中心 01 m范圍 之內 的支撐面上進行測量 com 對于通過非剛性或柔性材料 比如座椅靠墊或睡椅 傳遞到人體的振動應使用處于人和支撐面 之間主要接觸區(qū)域的傳感器進行測量這可以通過將傳感器封裝在一個具有合適形狀的安裝座中來實 現(xiàn)該安裝座不應明顯改變該柔性材料表面上的壓力分布對于非剛性表面上的測

86、量人體應當采取相 對于外界的正常位置 往設計普遍用于座椅振動測量的加速度計安裝座在GBT187071中給出 54 信號調理的一般要求 本部分中所定義的振動評價程序包括對時間和頻帶求平均振動的方法振動傳感器的頻率響應和 信號處理前的相關信號調理應當與本部分的相關條款說明的頻率范圍相適應 信號調理設備的動態(tài)范圍應能適應頻率最高和最低的信號為以后分析所記錄的信號可以先通過 具有約 15倍感興趣的最高頻率的截止頻率 一3dB 的低通濾波器以便使信噪比最大化并且在本部 分相關條款說明的頻率范圍內相位特性應當呈線性 55 測t時間長度 測量時間長度應能充分保證合理的數(shù)據(jù)統(tǒng)計精度并且能夠保證所測振動對擬評估

87、的暴露具有典 型性應當報告測量時間長度 當完整的暴露包括具有不同特性的時間段時可以要求分別對不同時間段做單獨分析 注對于平穩(wěn)的隨機信號測量精度取決于濾波器的帶寬和測量時間長度例如要得到置信度為90時小于 3dB的測量誤差當用 13倍頻程進行分析時則對 IHz的下限頻率 LLF 至少需要 180 5的側量時間長度 對于0SHz的LLF至少需要 2275的測量時間長度如果是有代表性的振動暴露測量時間通常會更長 56 振動條件的報告 本部分使用統(tǒng)一的格式以便簡化和標準化振動條件的記錄對比和評估本部分的合理使用應有 明確清晰的記錄結果文檔這包括相關條款的參考文獻本部分的附錄以及一個或多個頻率計權 對本部分中敘述有替代方法的地方必須清楚地報告所使用的方法這一點非常重要 鼓勵本部分的使用者既要報告所評估的振動暴露的量 也要報告持續(xù)時間如果依