3. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПАССИВНЫХ СИСТЕМ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ ЧЕЛОВЕКА

Целью поверочного расчета систем виброизоляции является проверка параметров вибрации рабочих мест человека-оператора, оборудованных виброизоляцией, на соответствие требованиям действующих ГОСТов и других нормативных документов. Исходными данными для расчета являются (ГОСТ 12.4.025-76 [201]):

— характеристики колебаний основания сиденья, установленные экспериментально для машины конкретного вида при работе в характерном режиме;

— масса оператора, приходящаяся на сиденье, равная 5/7 всей его массы;

— масса подрессоренной части сиденья;

— расчетная схема колебательной системы «оператор—сиденье», определяемая конструкцией сиденья и выбранной динамической моделью тела человека;

— характеристики сил, возникающих в колебательной системе (коэффициенты жесткости и трения — для восстанавливающей и диссипативной сил);

— свободный ход сиденья, который не должен превышать допустимых значений, устанавливаемых для машин конкретного вида.

Методы поверочного расчета некоторых простейших пассивных систем виброизоляции с одной степенью свободы (при возбуждении в диапазоне частот Гц) приведены в табл. 4.

В таблице обозначено: у — абсолютное движение основания; абсолютное движение сиденья; относительное движение сиденья; — угловая частота; время; соответственно абсолютные виброперемещение, виброскорость, виброускорение основания; спектральные плотности соответствующих функций, аппроксимируемые с помощью трех коэффициентов перемещение сиденья относительно основания; спектральная плотность соответственно абсолютные виброперемещение, виброскорость, виброускорение сиденья; спектральные плотности соответствующих функций; среднеквадратические значения соответственно; логарифмический уровень в октавной полосе частот; масса подрессоренной части сиденья; маеса человека, приходящаяся на сиденье; масса подрессоренной части сиденья с сидящим человеком; с — коэффициент жесткости подвески сиденья; коэффициент демпфирования подвески сиденья; собственная угловая частота системы виброизоляци; относительное демпфирование; при гармонических колебаниях амплитуды величин обозначены теми же буквами с дополнительным индексом «нуль» относительный коэффициент передачи при виброизоляции; абсолютный коэффициент передачи при виброизоляции; восстанавливающая сила; диссипативные силы, вызванные вязким и сухим трением соответственно; абсолютная величина сухого трения; коэффициенты

(кликните для просмотра скана)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

жесткости и демпфирования соответственно; собственная частота тела человека; относительное демпфирование тела человека.

5. Вероятность удара об упоры в зависимости от значений

(см. скан)

Пример 1. Для защиты человека от случайных вибрационных воздействий используют линейную систему виброизоляции с одной степенью свободы (п. 3 табл 4).

Пусть спектральная плотность ускорения основания задана аналитической аппроксимацией

где

Требуется определить: 1) среднеквадратнческне значения виброскорости и сравнить их с допустимыми; 2) вероятность удара системы об упор.

Последовательность вычислений:

4) среднеквадратнческне значения (начиная с нижней границы первой октавной полосы

Сравнение с данными, приведенными в табл. 5 гл XVIII, показывает, что во второй и четвертой октавах параметры вибрации снденья превышают нормы на допустимые уровни

вероятность удара (см. табл. 5).

Пример 2. Определить коэффициент эффективности линейной системы внброизоляции с одной степенью свободы, а также амплитуды и среднеквадратнческне значения абсолютных виброскоростей и виброускорений сиденья оператора при гармоническом возбуждении (позиция 8, табл. 4). В расчете учесть динамические овойства

тела человека (в соответствии с моделью, представленнои на позиции 1. табл 2, гл XVII):

Последовательность вычислений:

система виброизоляции снижает вибрацию в 2,3 раза;

3) частота находится в октавной полосе со среднегеометрической частотой 4 Гц;