ISO 5805:1997 Mechanical vibration and shock — Human exposure — Vocabulary ISO 8041:1990 Human response to vibration — Measuring instrumentation IEC 1260:1995 Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters.
НАЦІОНАЛЬНЕ ПОЯСНЕННЯ
ISO 2041:1990 Вібрація та удар. Словник
ISO 5805:1997 Вібрація та удар механічні. Вплив на людину. Словник
ISO 8041:1990 Чутливість людини до вібрації. Вимірювальні прилади
ІЕС 1260:1995 Електроакустика. Фільтри октавних смуг і дробових октавних смуг.
3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ
У цьому стандарті застосовують терміни та їх визначення, наведені в ISO 2041 і SO 5805.
4 ПОЗНАЧЕННЯ ТА ІНДЕКСИ
4.1 Позначення
a — Віброприскорення. Поступальне віброприскорення, виражене у метрах на секунду в квадраті (м/с2), і обертальне віброприскорення, виражене у радіанах на секунду в квадраті (рад/с2). Величини вказані як середньоквадратичні значення (с.к.з.), якщо не визначено інше.
Н(р) — Передавальна функція, виражена як функція уявної частини кутової частоти (комплексна частота).
р = j2nf— Уявна частина кутової частоти.
W — Частотне зважування.
4.2 Індекси
с, d, e, f, }, к — Відносяться до різних частотно-зважених характеристик, рекомендованих для оцінювання здоров'я, комфорту, сприйняття і морської хвороби (див. таблиці 1 I 2).
w — Відноситься до значень частотно-зваженого віброприскорення.
х, у, z — Відносяться до напрямку поступальних чи прямолінійних вібрацій (див.
рисунок 1), Для обертальної вїбрації вони відносяться до осі обертання л (Обертання навколо х-, у~, та г-осєй визначає, відповідно, обертання, нахил і поворот, див. рисунок 1).
v — Відноситься до векторної суми повного зважєиого віброприскорення
по х-, у- та z-осях.
Таблиця 1
Настанова із застосування частотно-зважених характеристик для основних навантажень
Частотне зважування | Здоров'я (див. розділ 7) | Комфорт (див. розділ 8) | Сприйняття (див. розділ 8) | Морська хвороба (див. розділ 9) |
wk | вісь г, поверхня сидіння | вісь z, поверхня сидіння; вісь г, положення вертикально лежачи (крім голови); осі х, у, 2, ноги (сидячи) | вісь z, поверхня сидіння; ВІСЬ Z, ПОЛОЖЄННЯ вертикально лежачи (крім голови) | |
wd | вісь х, поверхня сидіння; вісь у, поверхня сидіння | вісь х, поверхня сидіння; Вісь у, поверхня сидіння; вісь х, у, положення горизонтально лежачи; вісі у, г, спинка сидіння | вісь х, поверхня сидіння; вісь у, поверхня сидіння; осі х, у, положення горизонтально лежачи | |
w, | — | — | — | вертикально |
Таблиця 2
Настанова із застосування частотно-зважених характеристик для додаткових навантажувальних факторів
Частотне зважування | Здоров'я (див. розділ 7) | Комфорт (див. розділ 8) | Сприйняття (див. розділ 8) | Морська хвороба (див. розділ 9) |
wc | вісь х, спинка сидіння 1) | вісь х, спинка сидіння | вісь х, спинка сидіння | — |
W, | — | осі ґ„ гу, Гі. поверхня сидіння | ОСІ Гх, Гу, Гг, ПОВЄРХНЯ сидіння | — |
Wj | — | Вертикально лежачи (голова)2) | Вертикально лежачи {голова)2) | — |
1). Див. примітку е 7.2.3. 2). Див. примітку в 8.2.2,3. | ||||
|
|
Ь) положення стоячи | а) положення сидячи |
| |
с) положення лежачи Рисунок 1 — Базицентричні осі людського тіла | |
5 ВИМІРЮВАННЯ ВІБРАЦІЇ
5.1 Загальні положення
Основною величиною вібрації повинно бути віброприскорення (див. 4.1).
У випадку дуже низьких частот і величин низькочастотної вібрації, наприклад, у будівлях чи на судах, можуть бути зроблені вимірювання віброшвидкості і потім перетворені у віброприскорення.
5.2 Напрямок вимірювання
5.2.1. Вібрацію треба вимірювати відповідно до системи координат, початок якої міститься в точці, в якій вібрація, як вважають, входить у людське тіло. Базицентричні центральні системи координат щодо цього показано на рисунку 1.
5.2.2. Якщо неможливо одержати точне суміщення віброперетворювачів з переважними базицентричними центральними осями, точні осі віброперетворювачів можуть відхилятися від переважних осей до 15°, де це необхідно. Для людини, яка сидить на похилому місці, відповідну орієнтацію треба визначати осями тіла, і вісь z не обов'язково буде вертикальною. Повинна бути відзначена орієнтація базицентричних осей до поля тяжіння.
5.2.3. Віброперєтворювачі, розташовані в одному вимірювальному місці, повинні бути розміщені ортогонально. Акселерометри для вимірювання в лінійному напрямку, орієнтовані по різних осях, повинні бути розташовані в одному вимірювальному місці настільки близько один до одного, наскільки це можливо.
5.3 Місце вимірювання
5.3.1 Віброперетворювачі повинні бути розташовані так, щоб показати вібрацію на поверхні взаємодії між тілом людини і джерелом його вібрації,
Вібрація, що передається тілу, повинна бути виміряна на межі між тілом і цією поверхнею.
Основні зони контакту тіла і вібрувальної поверхні не завжди можуть бути очевидними. Цей стандарт використовує три основних зони для людей, що сидять: опорна поверхня сидіння, спинка сидіння й опора ніг. Вимірювання на опорній поверхні сидіння повинні бути зроблені нижче сідниць. Вимірювання на спинці сидіння повинні бути зроблені в зоні основної опори тіла. Вимірювання на поверхні опори ніг повинні бути зроблені на поверхні, на яку ноги найчастіше опираються. Для лежачих положень цей стандарт передбачає, що опорна поверхня міститься лід тазом, спиною і головою. В усіх випадках про місце вимірювання необхідно повідомляти.
Примітка 1. Там, де безпосередні (прямі) вимірювана неможливі, вібрація може вимірюватися на нерухомих частинах транспортного засобу чи конструкції будинку, таких як центр обертання чи центр ваги. Оцінювання таких даних у рамках людської реакції потребує додаткових обчислень і знання про структурну динаміку справжньої оцінюваної системи.
Примітка 2. Вимірювання на спинці сидіння необхідно робити на границі з тілом. Там, де це складно, вимірювання можуть бути зроблені на ділянці сидіння з подушкою спинки. Якщо вимірювання зроблені в цьому положенні, вони повинні бути скориговані відносно піддатливості матеріалу подушки.
Примітка 3. Вібрація, передана тілу від твердих поверхонь, може бути виміряна на опорній поверхні, яка близько прилягає до зони контакту тіла та цієї поверхні (як правило, в 10 см від центра цієї зони).
5.3.2 Вібрацію, яка передається тілу від нетвердого чи пружного матеріалу (наприклад, подушка сидіння чи кушетки), треба вимірювати віброперетворювачем, установленим між людиною й основними контактними зонами поверхні. Це повинно бути досягнуто за допомогою захисту віброперетворювачів відповідно створеним кріпленням. Кріплення не повинно сильно змінювати розподіл тиску на поверхні пружного матеріалу. Для вимірювання на нетвердих поверхнях людини повинна прийняти нормальне положення відносно навколишньої обстановки.
Примітка Зазвичай використовувану конструкцію кріплення акселерометра для вимірювання вібрації сидіння наведено в ISO 10326-1.
5.4 Загальні вимоги до формування сигналу
Процедури оцінювання вібрації, визначені в цьому стандарті, охоплюють методи усереднення вібрацій за певний час і по частотних смугах. Частотна реакція віброперетворювача та пов’язане з нею формування сигналу, що передує обробленню сигналу, повинні відповідати частотному діапазону, визначеному у відповідних пунктах цього стандарту.
Динамічний діапазон устатковання, що формує сигнал, повинен відповідати вимогам для найвищих і найнижчих сигналів. Сигнали, записані для подальшого аналізу, можна спочатку пропусти через фільтр нижніх частот, що має частоту зрізу (-3 дБ) приблизно в 1,5 рази вище найвищої частоти, яка цікавить, для того, щоб максимізувати відношення сигнал – шум, а фазова характеристика повинна бути лінійною в межах діапазону частот, зазначених у відповідних пунктах цього стандарту.
5.5. Тривалість вимірювання
Тривалість вимірювання повинна бути достатньою для того, щоб гарантувати прийнятну статистичне точність і гарантувати, що вібрація є типовою для впливів, які оцінюються. Про тривалість вимірювання необхідно повідомляти.
Там, де повний вплив складається в різноманітних періодів різних характеристик, може бути потрібне окреме аналізування різноманітних періодів.
Примітка. Для постійних випадкових сигналів точність вимірювання залежить від ширини частотної смуги фільтра і тривалості вимірювання. Наприклад, щоб одержати похибку вимірювання менше ніж 3 дБ на довірчому рівні 90 %, потрібна мінімальна тривалість вимірювання 108 с для нижньої межі частоти (НМЧ) 1 Гц і 227 с для НМЧ 0,5 Гц, коли аналізування виконано із третинооктавною шириною смуги частот. Період вимірювання зазвичай набагато триваліший за умови, що це характерний вплив вібрації.
5.6. Складання звіту про вібраційний стан
Цей стандарт сформульовано для спрощення та стандартизації звіту, порівняння й оцінювання вібраційного стану. Незалежне використовування цього стандарту повинно закінчуватися чіткім документування результатів. Це охоплюватиме посилання на відповідні пункти і додатки цього стандарту для одного чи більше частотних зважувань.
Там, де описано альтернативні методи в цьому стандарті, важливо чітко повідомити про використовувані методи.
Схвалюється повідомлення користувачами цього стандарту про величину й тривалість будь-кого оцінюваного впливу вібрації. Якщо додаткові методи оцінювання застосовані згідно з 6.3 (наприклад, коли пік-фактор більше ніж 9), то про основне значення і додаткове значення необхідно повідомити. Якщо під-фактор визначено, потрібно повідомити проміжок часу його вимірювання.
Деталізація жорсткості одного чи декількох значень станів комплексної вібрації є зручною і часто обов’язковою. Однак бажано, щоб детальніша інформація про умови вібрації була доступною. Повідомлення повинні охоплювати інформацію про частотний спектр (тобто спектр вібрації), осі вібрації , зміни умов за часом і будь-які інші фактори, що можуть впливати на дію.
Примітка. Інші фактори можуть також стосуватися реакції людини на вібрацію: особисті характеристики (вік, стать, розмір, придатність тощо); досвід, очікуваний результат, збудження і мотивація (наприклад, складність задачі, що повинна бути ви конини); положення тіла; діяльність (наприклад, водій чи пасажир); фінансова зацікавленість.
6. Оцінювання вібрації
6.1. Основний метод оцінювання з використовуванням зваженого середньоквадратичного значення відро прискорення
Оцінювання вібрації відповідно до цього стандарту повинно завжди охоплювати вимірювання зваженого с.к.з. віброприскорення, як визначено в цьому пункті.
Зважене с.к.з. відро прискорення, виражене в метрах на секунду в квадраті (м/с2) для поступальної вібрації та у радіанах на секунду в квадраті (рад/с2) для обертальної вібрації. Зважене с.к.з. віброприскорення треба розраховувати за такою формулою чи її еквівалентами в частотній області:
де аw(t) – зважене відро прискорення (поступальне чи обертальне) як функція часу (хронологія часу), відповідно в метрах на секунду в квадраті (м/с2) чи в радіанах на секунду в квадраті (рад/с2);
Т – тривалість вимірювання в секундах.
Частотно-зважені характеристики, рекомендовані і (або) використовувані для різних напрямків та їх застосовувань подано в таблицях 1 та 2 і зазначено в нижченаведених підпунктах і в додатках В, С і D. Кількісні значення навантажувальних характеристик наведено в таблицях 3 і 4, а точні визначення подано в додатку А.
6.2 Застосовність основного методу оцінювання
6.2.1 Визначання пін-фактора
Для цілей цього стандарту пік-фактор визначено як модуль відношення максимуму миттєвого пікового значення сигналу частотно-зваженого віброприскорення до величини його с.к.з. Пікове значення треба визначати за час тривалості вимірювання (див. 5.5), тобто період часу 7", що його використовують для інтегрування с.к.з. (див, 6.1).
Примітка. Пік-фактор не обов'язково визначає жорсткість вібрації (див. 6.3).
6.2.2 Застосовність основного методу оцінювання вібрації з високими пік-факторами
Пік-фактор може використовуватися для дослідження, якщо основний метод оцінювання є прийнятним для опису жорсткості вібрації щодо її впливу на людей. Для вібрації з пік-фактором меншим або рівним 9 основний метод оцінювання звичайно є достатнім. Пункт 6.3 визначає методи, що їх застосовують у тому випадку, коли основний метод оцінювання не є достатнім.
Примітка. Для деяких типів вібрації, особливо тих, які містять випадкові удари, основний метод оцінювання може недооцінити серйозність впливу на дискомфорт, навіть коли лік-фактср не більше 9. Тому в сумнівних випадках рекомендують використовувати і повідомляти додаткові оцінки також для пік-факторів менше або рівних 9 згідно з 6.3. Підпункт 6.3.3 показує відношення між величинами, оціненими додатковими методами й основним методом, перед яким рекомендовано використовувати один з додаткових методів. як подальшу підставу для оцінювання впливу на людей.
6.3 Додаткове оцінювання вібрації у разі недостатності основного методу оцінювання
У випадках, коли основний метод оцінювання може недооцінити вплив вібрації (високі пік-фактори, випадкові удари, перехідна вібрація), одне з альтернативних вимірювань, описаних нижче, повинно також бути визначено поточне с.к.з. чи біквадратнє значення дози вібрації.
