垂向振动下坐姿人体局部频率敏感特性研究

摘要

为了研究振动频率对坐姿人体局部舒适性的影响，开展了人体最不适部位主观评价测试，依据主观评价结果构建了振动频率-人体部位舒适感的层次树，定量分析了定义于3.15～31.50 Hz范围内各个三分之一倍频程中心频率的振动激励对于局部不适感的贡献．随后进行了全身振动下人椅界面-人体局部传递率测试，关注传递率的频率峰值与局部不适感敏感频率的对应关系．在不同振动强度下拟合多个局部的振动不适感与全身不适感的数学关系，得到各局部不适感对全身不适感的贡献度．结果表明：全身振动下，坐姿人体“最不适”部位受振动频率影响显著，且这种频率敏感特性对振动强度不敏感．31.50 Hz以下振动造成的不适感主要集中在头部、胸部和腹部，头部对10.00～25.00 Hz的振动具有更明显的不适感，胸部和腹部分别对3.15～5.00 Hz和5.00～8.00 Hz的振动更敏感．即使人体各部位敏感频率不同，但都与座椅至该部位的传递率峰值频率接近，这表明了人体局部主客观响应间的对应关系．进而可以通过层次分析法得到分别适用于头部、胸部和腹部的频率权重．输入人体的振动激励经该计权处理后可反映坐姿人体垂向振动下的局部舒适度水平，从而为舒适性设计提供指导．

关键词

全身振动 / 局部振动 / 坐姿人体 / 振动不适感 / 传递率 / 频率计权

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51705357); 中国博士后科学基金资助项目(2021T140519)