4. ЧЕЛОВЕК И ПОСЛЕДСТВИЯ ВИБРАЦИИ
Действие вибраций на человека. Вибрации тела человека или отдельных его частей оказывают сложное биологическое действие и могут вызывать ряд изменений в организме, затрагивающих его функциональное состояние, работоспособность, здоровье. Действие вибраций на организм зависит от их частоты, интенсивности (амплитуды), продолжительности действия и направления.
Различают вибровоздействие на человека и его вибронагруженность. Вибровоздействие определяется вибрацией, передаваемой человеку в месте его соприкосновения с кузовом автомобиля или остовом трактора. Вибронагруженность человека оценивается вибровоздействием с учетом чувствительности человека к вибрациям различной частоты.
Вибрации с частотой до 3—5 Гц обусловливают реакции вестибулярного аппарата и могут вызывать укачивание (морскую болезнь). При вибрациях с частотами от 3—5 до 11 Гц наблюдаются расстройства, обусловленные возбуждением лабиринтного аппарата внутреннего уха и резонансными колебаниями как человеческого тела в целом, так и некоторых его частей (головы, желудка, печени и кишечника).
Вибрации тела человека с частотами 11—45 Гц могут сопровождаться функциональными расстройствами ряда внутренних органов, ухудшать зрение, вызывать тошноту и рвоту. Вибрации с частотами свыше 45 Гц при известной интенсивности вызывают серьезные изменения, так называемую вибрационную болезнь.
Диапазон вибрационной чувствительности человеческого организма 15—1500 Гц.
Восприятие вибраций, связанных с изменением положения тела в пространстве, представляет собой сложный процесс.
Если вибрации действуют на водителя в течение рабочего дня
года в год, то при определенной их интенсивности в организме могут появляться болезненные и необратимые явления (пояснично-седалищные боли, ишиас). Они обусловлены неблагоприятными условиями работы водителей, длительностью действия вибраций, включающих вибрации при пиковых нагрузках со значительными ускорениями; неудобством позы, при которой практически, минуя нижние конечности, нагрузки передаются позвоночнику; длительностью нервно-психического напряжения во время работы.
Неоднократные испытания показывают, что человеческое тело можно рассматривать как нелинейную, нестационарную колебательную систему. Возмущения некоторых частот усиливают колебания — возникают резонансные явления, которые следует учитывать при виброзащите водителя и пассажиров.
При вертикальных колебаниях сидящего человека основной резонанс наблюдается при частотах 2—5 Гц (чаще при 4—5 Гц), резонансные колебания плеч и рук при 3 Гц, органов брюшной полости и позвоночника при 4—8 Гц, головы при 25— 30 Гц, глазных яблок при 60—90 Гц.
Параметры механических колебаний тела человека связаны с его субъективными восприятиями сложным образом. Пока бесспорно, что при минимальных колебаниях получаются наилучшие ощущения плавности хода.
Моделированию тела человека как упругой системы, изучению особенностей его колебаний и связанным с ними ощущений посвящен ряд работ [2, 3, 12, 18, 29, 34].