ГОСТ РИСО 15230—2014
Приложение А
(справочное)
Воздействие биодинамических сил
А.1 Биодинамические силы
Биодинамическая сила fg g в области контакта между системой «кисть - рука» и вибрирующей
поверхностью (машины или объекта обработки) является результатом динамического отклика систе
мы на вибрацию. Следовательно, ее значение зависит, в первую очередь, от эффективной массы
системы в области контакта и передаваемой от поверхности контакта вибрации.
А.2 Методы измерения и оценки
Биодинамическая сила
F
qq
может быть разложена на три ортогональные составляющие в на
правлении осей
х
,
у
и
2
и измерена непосредственно с помощью датчиков силы, прикрепленным к
рукояткам, перчаткам оператора или его ладоням. Она может быть измерена вместе со статическими
силами и затем выделена фильтром верхних частот с частотой среза выше 5 Гц. Другим возможным
вариантом является измерение ускорения в трех указанных направлениях с последующим преобра
зованием в сигнал силы при известных значениях эффективной массы (механического импеданса)
системы «кисть - рука» в диапазоне частот измерений. В первом приближении для оценки средне
у
квадратичного значения составляющей биодинамической силы /гв о
(</ )
j
в
./ -м направлении (./
принимает значения
х
, v или
z )
на угловой частоте
щ
можно использовать одну из следующих
формул:
^BD
(щ
)./ * И
[щ ) j
: (А-1)
^BD
{<*>i ) j *\Z
Ц-
] j a(°>i)j j^ i
• (A2)
Л
где |
/ {(Oj
|
j
- модуль входной эффективной массы системы «кисть - рука» в области контакта
,
на угловой частоте
су в
J
-м направлении;
- модуль входного механического импеданса системы «кисть - рука» в области контак
та на угловой частоте
щ
в ./ -м направлении;
a((Oj)j
- среднеквадратичное значение ускорения вибрирующей поверхности в области контак
та на угловой частоте
с о
в ./ -м направлении.
А.З Основные свойства биодинамической силы
Поскольку эффективная масса системы «кисть - рука» обычно уменьшается с ростом частоты,
динамическая сила, как правило, значительно выше, если машина генерирует преимущественно низ
кочастотную (ниже 40 Гц), а не высокочастотную (свыше 100 Гц) вибрацию. Низкочастотная биодина
мическая сила может быть сопоставима со статической силой, прикладываемой оператором. Эффек
тивная масса системы обычно максимальна в направлении
z
(т.е. вдоль предплечья руки операто ра).
поэтому в данном направлении также обычно максимальна и биодинамическая сила. Как прави ло.
биодинамическая сила максимальна на доминирующей частоте вибрации. Низшая частота собст
венных колебаний системы «кисть - рука» находится, как правило, в диапазоне от 10 до 63 Гц. Если
доминирующая частота машины близка к частоте резонанса, то биодинамическая сила может стать
особенно значительной. На частотах ниже 100 Гц биодинамическая сила сосредоточена преимущест
венно в области ладони, а на высоких частотах распределена почти равномерно по всей кисти руки.
9