1、 人體(rnt)振動測量實驗報告實驗(shyn)目的通過實驗了解并且(bngqi)掌握人體振動測量的方法；通過對測量數據的整理和分析掌握對振動信號的采集及處理的方法；通過對數據的總結分析，了解人體振動系統的傳遞函數，以及時域和頻域的振動響應特性，掌握評價座椅的舒適性及傳遞特性的參數。實驗器材NDI振動測量系統實驗方法（1） 調整試驗臺架的系統參數，將采樣頻率設置為60Hz，采樣整個時間是10min，實驗臺的振動頻率為5Hz。（2）在振動臺架底部，座椅底部及人頭部分別放置傳感器，用于采集者三個位置位移信息。（3）人保持固定姿勢坐在振動座椅上，開啟振動臺，即可開始實驗，計算機自動記錄數據。（4）十

2、分鐘鐘后關閉振動臺，保存所測得的數據，并且對振動臺底部，座椅，人頭部三個位置的位移信號中的垂直分量做分析整理。四、數據分析（一）時域加速度分析（1）由加速度計算公式經過matlab分析可以得到底座、座椅及人頭部的振動信號的加速度信息。（2）由于加速度有效值隨時間變化，故常用能量等效的加速度值aw.r.m.s.(root-mean-square)作為評定一段時間內的人體振動量值大小，其計算公式定義為： 通過以上公式可以分別計算出這三個位置的均方根值。（3）對于全身振動而言，振動法計量值VDV（vibration does value)值可更準確地評估振動和沖擊對人體造成的危害及風險，它是隨時間增

3、長的累積值，測量單位是 m/s1.75。由公式可以計算出三個位置的振動計量值，如下圖1所示，分別是底座的加速度圖，aw.r.m.s.圖和VDV圖。圖1 底座(dzu)的加速度圖，aw.r.m.s.圖和VDV圖。如上圖所示，底座的加速度值變化不是很明顯，說明底座的運動比較平穩。在實驗(shyn)開始的幾秒，ar.m.s變化(binhu)劇烈，但是隨著平均時間的增加，該值穩定在0.3m/s2左右，當加速度信號在350s時存在震蕩，則ar.m.s值也會隨之有階躍的增加，但是隨著平均時間的增加，該值的增加速度會有所衰減，最后穩定在一個恒定的值。VDV值是用來評估振動幅值和座椅不舒適性之間的關系，它比均

4、方根值更加強調振動沖擊。隨著振動的持續，VDV值會持續的增加，但是ar.m.s幾乎是一個常數。當加速度信號中存在震蕩，VDV值會出現明顯的階躍性的增加，而且這種增加不會像ar.m.s那樣隨著平均時間的增加出現衰減。同樣的情況如下圖2和圖3，分別是座椅和頭部的加速度圖，aw.r.m.s.圖和VDV圖。 圖2 座椅加速度圖，aw.r.m.s.圖和VDV圖圖3頭部加速度圖，aw.r.m.s.圖和VDV圖功率(gngl)譜分析通過傅里葉變換可以將加速度信號(xnho)的時域信息轉換到頻域，從而更直觀了解到信號在頻域的變化，但是由于采樣的持續時間越長，頻域的分辨率越窄，所以傅里葉變換不是一種完美的方法對

5、信號做頻域分析。我們一般用功率譜密度來對隨機信號進行頻域分析。圖4 底座(dzu)加速度的功率譜圖5 座椅加速度的功率(gngl)譜圖6 頭部加速度的功率(gngl)譜從圖中我們可以看出底座、座椅和頭部在5Hz、10Hz、15Hz、20Hz等5Hz的整數倍時比較大，說明在激勵頻率的成分(chng fn)的振動比較多。由于我們的激勵(jl)頻率是5Hz，所以可以求取5Hz時底座、座椅和頭部的功率譜。由圖中分析可知0.428，0.543，3.27，由以下公式可以計算5Hz時，該系統的傳遞性。以下公式是計算座椅和底座之間在5Hz時的傳遞函數，由于二者是剛性連接，所以傳遞函數非常小。以下公式是計算座椅

6、和頭部之間在5Hz時的傳遞函數，人頭部和座椅之間傳遞函數的值非常大，人頭部的共振頻率一般在5-10Hz，說明人體在5Hz時和座椅產生共振，從而導致傳遞函數非常大。 （三）傳遞性分析由公式和公式分別計算出座椅和地面以及頭部和座椅的傳遞性。圖7 底座(dzu)和座椅的傳遞性分析圖8頭部和座椅的傳遞性分析(fnx)從圖中可以看出(kn ch)座椅和底座在23Hz左右時傳遞性特別大，有一個峰值，傳遞性最大。而座椅和頭部之間的傳遞性則在7Hz時有一個峰值，傳遞性較低。（四）座椅SEAT值由公式(gngsh)或者(huzh)公式分別計算出座椅和地面的SEAT值。SEAT值表示(biosh)的是座椅振幅傳遞

7、能力的有效性。該值包含了影響座椅動態特性的三個重要因素：振動頻譜，傳遞性和人的響應頻率權重。SEAT值為100%則表示座椅的動態特性沒有提高或者降低座椅的乘坐舒適性。高于100%則表示在座椅上的乘座舒適性不如在地面上，低于100%則表示座椅的動態特性可以有效地降低振動。如下圖9所示是座椅和底座之間的SEAT值。 圖9 座椅和底座的SEAT值圖10 座椅和人頭部的SEAT值從圖9中可以看出實驗進行的初期，SEAT值接近120%，說明座椅的動態(dngti)性能影響了座椅的舒適性，不如在地面上。隨著實驗的的進行，在300s-400s之間，SEAT值劇烈下降，對比起底座的加速度圖可以看出，這段時間加

8、速度有劇烈的起伏，造成了座椅的舒適性變好，但SEAT值都沒有降到100%以下。從圖10中可以看出(kn ch)實驗進行的初期，頭部還需要一定的時間來接受座椅傳遞來的能量，開始一段時間SEAT值非常高，說明人頭部有劇烈的晃動，非常不舒服。隨著實驗的的進行，座椅的動態性能變好，則人頭部的SEAT值有所降低但都沒有降到100%以下，人頭部的舒適性不如在座椅上。總結(zngji)從對人體振動測量的試驗中學習到了振動測量的一般方法，并且熟練掌握了處理數據的方法。在數據處理的過程中，了解到振動信號時域和頻域的不同之處，并且掌握了幾種評價座椅舒適性的方法。了解到座椅的舒適性主要和三個因素振動頻譜，傳遞性和人的響應頻率權重有關，為以后座椅的優化設計提供理論依據。內容總結（1）人體