GB/T 16440-1996 振动与冲击 人体的机械驱动点阻抗

Gr/S'16440一1996

前言

本标准非等效采用国际标准ISO5982:1981振《动与冲击—人体的机械驱动点阻抗》。

本标准规定了坐姿、立姿和卧姿人体的机械驱动点阻抗当考虑机械振动与冲击对人体的作用时

必须了解人体的力学特性。人体机械驱动点阻抗是描述人体生物动力学响应的重要参数，是评价人体动

力学特性的一种有效方法通过它可以了解机械力对人体的输人规律由于中国人与外国人在人体结

构特性方面的不同，产生人体生物动力学响应方面的差异，因此，不能等同或等效采用国际标准

本标准的编制原则是:(1)适合国情原则:在主要技术内容上以中国人的人体实验研究结果为依据

(2)国际性原则:在标准框架、编写方法和某些技术内容上尽可能与国际接轨，并结合我国的具体实际.

“非等效采用”国际标准

在应用本标准时，必须注意其使用限制条件和可能改变人体驱动点阻抗的影响因素。

本标准由全国机械振动与冲击标准化技术委员会提出并归Ho

本标准起草单位:航天医学工程研究所

本标准主要起草人:刘建忠

中华人民共和国国家标准

GB/IT164401996

振动与冲击人体的机械驱动点阻抗nepISO5982:1981

Vibrationandshock--Mechanicaldrivingpoint

impedanceofthehumanbody

1范围

本标准规定r二轴向振动作用下坐姿、立姿人体的机械驱动点阻抗和二轴向振动作用下卧姿人体

的机械驱动点阻抗

本标准适用于0.5-31,5Hz频率范围内上述轴向振动作用卜，坐姿、立姿和卧姿人体的机械驱动

点阻抗，可作为设计人一机系统与装置及评价其机械性能和采取振动控制措施的依据

2引用标准

卜列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效〔所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性

GB/T2298-91机械振动与冲击术语

GB/T13441-92人体全身振动环境的测量规范

GB/T15619-1995人体机械振动与冲击术语

3定义

本标准采用下列定义。

3.1机械驱动点阻抗，nechanicaldrivingpointimpedance

线性系统中同一点的激励力与速度的复数比。可表达为:

Z(f)=F(f)/V(1)

式中:Z(f)一一机械驱动点阻抗，V·5"m;‘

F(f)-激励力，N;

V(f一速度'In、一，;

I-频率一Hz

对于简谐振动，阻抗的模是力和速度的幅值比，其相角是力和速度之间的相角差。对干非简谐振动

阻抗n)从力潜和速度谱计算得出。

12线性系统linearsystem

响应与激励大小成正比并且满足叠加原理的系统(见GB/T2298-91中2.20)

3.3刚度stiffness

作用在弹性兀件卜的力(或力矩)的增量与相应的位移(或角位移)的增量之比(见GB/T229891

中23))(

国家技术监督局1996一06一17批准，996一12一01实施

CB/T16440一1996

3.4粘性阻尼系数viscousdampingcoefficient

线性粘性阻尼力与速度的比值(见UB/T2298-91中3.102)

15全身振动whole-bodvvibration

传递给整个身体的机械振动，通常是通过身体与支撑面、该面受振动)相接触的区域(例如w部、双

脚的底部和卧姿的背部等)传递的(见UB/T15619-1995中4.5)

4影响因素

影响人体机械驱动点阻抗的主要因素有:

a)振动作用方向(见GB/T13441-92中4.2)、人体姿势和肌肉紧张度

b)振动激励与人体之间的机械祸合程度;

C)人体束缚系统的特性

5使用限制条件

5门频率范围

人体机械驱动点阻抗的适用频率范围是0.5^-31.5Hz

5.2线性度

人体承受全身振动时，一般表现为非线性特征。在常重力条件下，若测定人体机械驱动点阻抗时应

用的振动加速度不大于4m"s-`(rms)，则可忽略非线性特征，近似地视人体为线性系统

5.3身体姿势

阻抗与身体姿势及肌肉紧张度密切相关。它受人体活动的影响。当身体挺直或肌肉紧张时.由f人

体刚度的增加使阻抗值增大和共振频率增加。反之，阻抗值和共振频率随着体姿的弯曲或肌肉的放松而

减小。本标准的适用姿势是:坐姿为自然端坐，立姿为自然直立。卧姿为自然平卧

5.4座椅和安全带

人体的外部接触界面，诸如服装、座椅(包括背靠、臂靠、脚蹬和座垫)和安全带均会影响人体机械驱

动点阻抗。本标准的条件为无背靠、无臂靠、无脚蹬、无座垫和无安全带。

6人体机械驱动点阻抗的频率特性

坐姿或立姿人体机械驱动点阻伉具有如下一般特性:小于约2.0Hz·人体可视为刚体.其阻抗植随

频率呈线性增加;2.08.0Hz频率范围，驱动点阻抗在5.0Hz附近升至峰值，这是人体的_1要阻抗

区，它与人体躯干对二轴向激励响应的主共振现象有关，身体的响应是相同实验条件卜刚体(非弹性体}

响应值的1.5-2.。倍;大于峰值频率，阻抗值减小，人体响应特性如弹簧(坐姿)或弹簧一阻尼组合立〔

姿)特性;大于8.0Hz，坐姿人体的驱动点阻抗，在8.0^-12.0Hz之间出现第二峰，在25.0Hz附近出现

第三峰;而立姿人体的驱动点阻抗在18.0.30.0Hz之间出现明显的第二峰，局部阻抗最大:人于第二

或第三峰值频率，人体响应特性如弹簧(立姿)或弹簧一阻尼组合(坐姿)特性

卧姿人体机械驱动点阻抗的一般特性与立姿人体的特性相似，而其第一峰值频率出现在8.0tIz附

近这是卧姿人体的主要阻抗区，它与人体对二轴向激励响应的主共振现象有关。

坐姿、立姿和卧姿人休在。.5^31.5Hz范围内的机械驱动点阻抗分别见图I,图2和图3

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