城市轨道交通环境振动对人体影响的暴露-响应关系研究现况

伴随我国城市轨道交通发展和人们环保意识增强,列车引起的环境振动问题日益受到关注。振动暴露-响应关系反映了客观振动水平与主观感受间的关系,是确定振动标准限值的重要依据之一。系统总结国内外针对列车环境振动对人体影响暴露-响应关系的研究进展,梳理国内进行振动评价的适用规范和舒适度评价采用的方法。研究表明:地铁振动扰民问题缺乏暴露-响应曲线的科学评判,基础调查研究的缺乏和振动指标换算的局限制约了振动限值的合理确定。建议开展地铁振动对人体影响的暴露-响应基础研究和国内外振动评价指标转换研究,为制定以人为本的振动限值提供理论基础,并实现国内外标准和研究成果的可比性和可借鉴性。     

铁路卧铺客车人体振动舒适性建模与仿真

铁路卧铺客车乘客在卧姿状态下所承受的全身振动是影响其乘用舒适度的主要因素。研究了卧姿人体垂直振动模型,在铁道车辆二系悬挂动力学模型基础上,考虑卧铺的隔振作用与卧姿人体的垂直振动响应特性,建立了14自由度"人-铺-车辆"振动系统空间垂向耦合动力学模型,研究了在轨道随机不平顺激励下的卧姿人体垂直振动响应。应用卧姿人体全身振动舒适性评价标准,建立了铁路卧铺客车人体振动舒适性仿真流程。通过对人体头-臀二部位加速度均方根值先后进行部位计权和频率计权,得到卧铺客车卧姿人体振动舒适性指标。以M atlab为工具编制了卧铺客车人体振动舒适性仿真软件,交互输入车辆与人体的结构和动力学参数后,自动完成卧姿人体振动舒适性仿真计算,进而为铁路卧铺客车人体振动舒适性分析及车辆悬架参数优化提供了有效分析手段。     

动态环境人-车系统的人体振动特性研究与仿真

 针对动态环境机械系统人-机界面设计的分析需要,应用人体动力学建模与人体振动实验相结合方法进行动态环境人-机系统的人体振动特性研究与仿真分析.依据多体系统动力学原理建立了人-车系统五自由度（5-DOF）坐姿人体全身垂直振动模型,经人体振动实验得到坐姿人体的传递函数曲线,采用参数识别方法获得人体的动力学参数,在此基础上,通过MATLAB/Bode对人体振动模型的模拟分析,得到了人体各部分的振动特性.用ADAMS/Vibration软件系统进行人体振动仿真试验,验证了5-DOF人体振动模型的人体振动特性研究结果的有效性.研究结果对于分析人-车系统的人体动力响应有着重要价值,可为动态环境机械系统的人-机界面设计提供重要参考,对客观评价人体坐姿的舒适性有指导作用.     

人体手传振动评价研究

分析了手传振动测量与评价标准IS05349和吸收功率法这两个评价体系,指出在工程实用中应遵循IS05349-2001评价手传振动.分析了国外人体手传振动评价研究动态,表明对于白指病和人体对手传振动的响应特性,都有待进一步的研究,寻找合理的评价方法仍是研究的目标.结合国内手传振动评价的现状,指出应更新国家标准,以指导手传...     

环境振动对人体的影响

介绍了人体机械振动模型,在有关国际标准的基础上,讨论了环境振动对人体的影响及人体对振动的响应的舒适度评价标准,并分析了相关的主要因素.     

人-车系统的人体乘坐舒适性仿真及实验研究

汽车振动直接影响人体的乘坐舒适性.为了高效地评价振动环境下人-车系统的人体乘坐舒适性,运用ADAMS/View和LifeMOD软件构建了人-车系统生物力学仿真模型,通过对路面不平度的模拟,将不同路面作为振动激励添加到人-车系统的动力学分析当中,进行不同路面及不同车速的人体乘坐舒适性仿真研究.在SA30-S802/ST随机振动台上,进行相应路面及车速激励的人体振动响应实验,并验证了人体乘坐舒适性.将仿真计算与实验结果进行对比研究表明,仿真结果和实验结果基本一致,一定程度验证了所建立的人-车系统生物力学仿真模型的正确性及其进行人体乘坐舒适性仿真的可靠性,对快速评价人-车系统的人体乘坐舒适性具有一定的指导价值,为在汽车产品的设计阶段进行人体乘坐舒适性预测和评价提供了有效方法.     

关于振动对人体生理参数影响的研究

文章通过试验研究全身振动对人体生理参数的影响，尝试用工程信号分析处理技术来处理人体的生理信号。结果表明用这种方法进行人体受振的生理量评价方法的研究是切实可行的，所采用的试验手段和信号处理方法是确实有效的     

武广高速铁路周边建筑物环境振动特性分析

为了研究高速铁路运营诱发沿线地面以及建筑物二次振动响应特性,通过对武广高速铁路金沙洲路段周边环境与建筑物二次振动进行现场测试与分析,并基于ABAQUS大型非线性有限元分析软件,引入无限元动力分析边界条件,构建列车-轨道-地基-建筑物三维动力有限元模型,对高速铁路环境振动特性进行数值模拟研究,获得了高速铁路周边地面以及邻近建筑物的二次振动响应特性。其研究成果对完善高速铁路环境振动影响评价以及控制方法具有一定的参考价值。     

地铁引起建筑物振动评价研究

因为不能直接量测地铁环境中拟建建筑物的振动,介绍基于理论计算分析对地铁运行引起建筑物振动的评价方法。由于地铁隧道底面振动记录资料缺乏,量测困难;列车-轨道-地基系统的模拟不尽完善。针对上海地铁隧道正上方某拟建建筑物的振动问题,建立上部结构的刚性地基有限元模型,输入场地实测地面振动加速度激励,计算结构振动在时域内的响应。利用傅里叶变换,对结构时域内的响应进行频域分析,根据国家标准对地铁引起建筑物的振动做出评价,从而为地铁环境中建筑物防振设计提供依据。     

多自由度坐姿人体上体系统动力学建模与振动特性研究

针对动态环境汽车人机界面设计分析的需要，依据多体动力学原理建立了坐姿人体上体系统4自由度的垂直振动模型，并推导了描述人体位移、速度和加速度三种响应的STH，DPM，AM理论表达式．依据已有的人体振动试验数据，运用系统辨识方法，进行振动模型的动力学参数识别，并将所识别出的参数进行人体振动特性计算．验证研究表明，所计算出的人体振动特性数据与人体振动特性测试数据有较高的吻合度．以汽车人机界面设计为实例，通过模型研究了人-车（人-椅）系统人体和座椅的振动特征．所得结果对合理选取汽车座椅参数，提高汽车人机界面设计的宜人性和合理性有一定的指导意义．     

应用ISO2631评价脉冲激励阻尼振动对人体健康的影响

脉冲激励阻尼振动在实际生活中经常发生,并且对人体健康具有一定的危害,如何对其评价是工程中需要解决的问题。本文试图将ISO 2631/CD—1991委员会草案提出的振动对人体健康影响的评价方法,应用于脉冲激励阻尼振动的评价,并进一步将脉冲激励阻尼振动简化为一定暴露时间的脉冲正弦振动,以简化评价过程。最后,着重讨论了作用于坐在座椅上人体纵向的脉冲激励阻尼振动对健康影响的评价。     

汽车平顺性评价方法综述

针对国内外汽车平顺性评价方法存在较大争议的现状,系统分析各类评价方法的特点、差异和适用范围。首先介绍主观评价方法,其中比较典型的是模糊层次分析法;然后分别介绍吸收功率法、总体乘坐值法、VDI 2057（2002）和ISO 2631（1997）四种客观评价方法;最后引入新近提出的几种主、客观综合评价法,包括汽车综合振动舒适度[Cgv]法、模糊评价法和烦躁率分析法。各类方法都能对汽车平顺性作出评价,但标准各有差异。研究发现,多学科交叉的主、客观综合评价法能较好的实现汽车平顺性评价,是今后研究的重点方向。     

某体育馆楼板振动舒适度研究

针对某大学体育馆楼板振动舒适度问题,建立楼板计算模型,计算楼板在不同边界等条件下的自振频率。现场实测楼板自振频率和最不利情况时楼板振动加速度值。楼板自振频率的计算值和四边固定且无活荷载时的实测吻合较好,表明数值计算模型是合理的。基于实测加速度值,利用国际标准ISO 2631-1997对楼板振动舒适度进行评价,评价结果表明楼板满足舒适度要求。所采用的基于国际标准的评价方法可供国内其他工程结构楼板舒适度的评价提供参考。     

Wireless Measurement System for Ground-borne Vibration and Vibration Amplifications in Buildings

The environmental impact on residents of buildings, such as adverse effect on sleep and physical discomfort is caused by ground-borne vibration sources such as rail transit systems, road traffic, construction sites, and industrial plants. To estimate the impact of these vibrations on the residents, it is necessary to measure the tri-axial vibrations in the vertical and horizontal directions of the buildings as specified in the international standard regulated by ISO 2631-2:2003. A wireless measurement system for simple and accurate measurement of building vibration was developed. Five wireless vibration measurement devices (installed together with a data recorder in the building) are controlled simultaneously by an outdoor mobile PC or a laboratory PC via wireless local area network and an Internet connection. It sends the vibration acceleration waveforms recorded in buildings over the wider internet communication system to the laboratory PC. The wireless measurement system was used for measuring vibration in two- and three-story detached houses of wooden or steel construction. The impact on the residents may be caused by the vibration amplifications associated with building structural resonances. The vibration amplifications in 120 houses were evaluated as ratios and level differences in 1/3 octave band vibration accelerations measured at the ground near the substructure and floors.     

Investigation of ride comfort limits on urban asphalt concrete pavements

It is well known that pavement distress negatively affects the drivers and passengers of vehicles. Many studies report that foremost among these negative effects is the vibrations that form within the vehicle. Ride comfort depends on the human response to vibration and vehicle response to the road. The goal of this study was to investigate the effect of pavement condition index on ride comfort and to determine the threshold comfort limits for passenger cars on urban asphalt concrete pavements. The pavement condition index (PCI) was determined for pavement sections subject to different surface distress using the PAVER system. Ride (driving) speeds of 20, 30, 40 and 50 km/h were assessed on the same pavement sections to measure vibrational effects inside the vehicle and on the passenger seat. These measurements were then evaluated using the ISO 2631-1 standard in order to determine the a _wz values. Using the logistic regression technique, predictive model that took into account linguistic concepts for estimating ride comfort levels based on PCI values was developed. With the aid of this mathematical model, comfort threshold values were determined for each driving speed within an interval of 0–100 PCI. The study results indicated that increasing driving speed was generally associated with higher PCI comfort thresholds.     

基于结构振动损伤识别技术的研究现状及进展

对目前关于结构振动损伤识别技术的基本方法、研究现状及进展进行了回顾与总结。对基于结构振动响应和系统动态特性参数进行损伤识别方法的特点进行了简单的评述，介绍了智能诊断方法在损伤识别中的应用，并提出了结构损伤识别的发展趋势和研究方向。     

基于车桥耦合振动的车辆舒适性分析

研究车桥耦合振动引起的车辆舒适性问题对合理设计桥梁结构,从而减小车桥耦合振动响应和提高司乘人员的乘坐质量具有重要意义。分别利用有限元法和达郎伯原理建立了大跨度公路斜拉桥三维模型和9个自由度的车辆空间模型。通过位移和力的协调条件将车桥两个子系统耦合起来,求解车桥系统的振动微分方程。基于计算机软件ANSYS中的APDL语言编写了求解振动微分方程迭代计算的命令流,以ISO2631-1―1997标准建立了评价车辆舒适性的方法,并据此分析了主跨为550m的福建长门大桥在多车辆通过时考虑不同车速和车重时的车辆动力响应和车辆舒适性。计算结果表明,随着车速的增加,车辆的动力响应增加,舒适性变差;而随着车重的增加,车辆的动力响应减小,舒适性变好。     

ISO 6954振动评价标准新旧版本的比较研究

国际标准化组织“机械振动与冲击”技术委员会制定的ISO 6954振动评价标准目前经历了两个版本：1984年版的《商船振动综合评估指南》和2000年版的《客船和商船适居性振动测量、报告和评价准则》。两者的内容存在很大不同：前者是针对船体振动的评估,后者是针对人体对船舶的适居性的评估。但目前基于这两种版本的振动评价标准仍然都被采用,部分船级社关于振动的指导性文件也同时引用了这两种版本,因此在具体使用中存在一定的模糊性。本文旨在比较分析ISO 1984新旧版本在理论和实际测量上的差异性,并结合各主要船级社及相关文献的内容,对如何使用ISO 6954振动评价标准进行初步的探讨。     

半潜式起重生活平台总体振动特性预测

应用有限元技术对半潜式海洋起重生活平台的总体振动性能进行数值分析和探讨,通过建立接近于真实海洋平台主结构的有限元模型,采用流固耦合方法模拟附连水影响,进行平台在作业工况下的总体固有频率和振动模态分析,以及在螺旋桨和主机激振力作用下的受迫振动数值响应计算。计算结果表明,该半潜式起重生活平台的结构振动性能良好,满足ISO6954:2000(E)的振动基准,结合振动响应曲线得出一些重要结论,并对分析方法的可行性和实用价值进行评述。