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기계적 진동 및 충격 — 수직진동 상태에서 앉은 자세의 생체역학적 반응을 특성화하기 위한 이상화 값의 범위 机械振动和冲击 - 在垂直振动下表征坐式体动力学响应的理想值范围
发布日期: 2014-12-28
该标准描述了在特殊实验条件下,可以适用于z轴正弦波或宽带任意振动的个人座椅的外观质量和坐姿传递率大小和相位,以及驱动点处机械阻抗的理想化值的范围。另外,人体模型满足由驱动点上的机械阻抗/表面质量和坐姿传递率定义的理想化值范围。该模型更多地用于计算固定生物质量的外观质量和驱动点上机械阻抗的值,该模型定义了实验绩效座位试验的方法,目前建议使用该方法作为标准的实验重量。作为替代方案,传递函数形式的数学表达近似地提供了所有3种生物力学反应式定义的加权平均(目标)值。在该标准中定义的理想化值的范围是,在没有支撑靠背的情况下,保持直立的坐姿,并考虑由具有产生振动的脚的坚硬的支架支撑的坐姿物体。临时坐姿传递率值的理想化范围考虑在脚不着地的情况下的适用。该值定义为:在5m/s2的值以下的无负载r.m.s.振幅的正弦波或宽带随机振动的49公斤至93公斤的质量范围内,在0.5 Hz至20 Hz的频率范围内。振动的频率及振幅特性在农用拖拉机、地面驾驶机械和载重卡车等汽车行驶时振动暴露明显的那种范围内。对驾驶车辆的适用,由于目前车辆运行中涉及的大部分姿势的条件和振动诱发水平数据库的不足,在该标准中没有涉及。对于各生物力学反应函数,各频率下的大小和上下值表示最确定或理想化的值范围。 中间值表示整体人类数据的加权平均值,定义为常规应用的目标值。其应用包括开发实验室座舱试验的机械临摹,或在人体显示为刚体质量时校正人体接触区域的功能。此外,还包括为优化座椅和气垫设计,或开发用于全身振动暴露评估的解释性人体模型。在由驱动点上的机械阻抗/外观质量和坐姿传递率定义的上下限包络曲线内,坐姿人体的数学描述在附件B中表示。相反,近似于该式加权平均值的数学表达式在附录C中给出。根据实验室标准对特别座位的推荐值同等以上的人体质量计算的驱动点上的机械阻抗和外观质量的模型值在附件D中显示。
이 표준은 특수한 실험 조건 하에서 z축 정현파 또는 광대역의 임의 진동을 받고 있는 개인 좌석에 적용할 수 있는 겉보기 질량과 앉은 자세의 전달률 크기와 위상, 그리고 구동점에서의 기계적 임피던스의 이상화 값의 범위에 대해 기술한다. 또한 인체 모델은 구동점에서의 기계적 임피던스/겉보기 질량과 앉은 자세의 전달률로 정의되는 이상화 값의 범위를 만족하도록 하고 있다. 이 모델은 실험 실적 좌석 시험에 대한 방법을 정의하고 있는 현재 표준의 실험 중량으로 사용하도록 권장하고 있는 고정된 생체 질량의 겉보기 질량과 구동점에서의 기계적 임피던스의 값을 계산하기 위해 더 많이 사용한다. 대안으로 전달 함수 형식의 수학적 표현은 모든 3가지의 생체역학적 반응식으로 정의된 가중된 평균(목표)값을 근사하게 제공한다.이 표준에서 정의된 이상화 값의 범위는 지지 등받이 없이 직립해 앉는 자세를 유지하고 지지되며 진동이 발생하는 발을 가진 단단한 받침대로 지지된 앉아 있는 물체를 고려하도록 한다. 임시로 앉은 자세의 전달률값의 이상화 범위는 발이 바닥에 닿지 않는 상태에서의 적용을 고려한다. 이 값은 5 m/s2의 값 이하의 무부하 r.m.s. 진폭의 정현파 또는 광대역 임의 진동을 받는 49 kg에서 93 kg의 질량 범위 내에 대해서는 0.5 Hz∼20 Hz 주파수 범위로 정의된다. 진동의 주파수 및 진폭 특성은 농업용 트랙터, 지상 운전 기계와 적재 트럭과 같은 자동차가 운전 중일 때 진동 노출이 두드러지게 나타나는 그러한 범위 내에 있다. 운전 차량에 대한 적용은 현재 차량 운행에 연관된 대부분의 자세를 포함하는 조건과 진동 유발 수준의 데이터베이스의 부족으로 인해 이 표준에서는 다루지 않는다.각 생체역학적 반응함수에 대한 각 주파수에서의 크기와 위상의 상하값은 가장 확실하거나 또는 이상화된 값의 범위를 나타낸다. 중간값은 전반적인 휴먼 데이터의 가중된 평균값을 나타내며 일반적인 응용을 위한 목표값으로 정의한다. 그 같은 응용은 실험실적 좌석 시험을 위한 기계적인 모사, 또는 인체를 강체 질량으로 나타낼 때 인체 접촉 영역을 교정하는 기능의 개발을 포함한다. 또한 좌석과 쿠션 설계의 최적화를 위해서, 또는 전신 진동 노출 평가를 위해 사용된 해석적인 인체 모델의 개발도 포함한다.구동점에서의 기계적 임피던스/겉보기 질량과 앉은 자세의 전달률로 정의되는 상하 한계 포락 곡선 내에 있는 앉아 있는 인체의 수학적 묘사는 부속서 B에 나타내었다. 반면에 이 식에 대한 가중된 평균값에 근사한 수학적 표현은 부속서 C에서 나타내었다. 특별한 좌석에 대한 실험실 표준에서 권장되는 값 동등 이상의 인체 질량으로 계산한 구동점에서의 기계적 임피던스와 겉보기 질량의 모델 값은 부속서 D에 나타내었다.
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