汽车减振器设计与特性仿真|人体振动评价结果

ISO2631-1—1997（E）标准规定了图3-15所示的人体坐姿受振模型。在进行舒适性评价时，它除了考虑座椅支承面处输入点3个方向的线振动，还考虑该点3个方向的角振动，以及座椅靠背和脚支承面两个输入点各3个方向的线振动，共3个输入点12个轴向的振动。椅面输入点三个线振动是12个轴向中人体最敏感的，当评价振动对人体健康的影响时，就考虑这三个轴向，但是两个水平轴向比垂直轴向更敏感。我国GB/T 4970—2009标准在评价汽车平顺性时只考虑椅面这三个轴向。

对于人体振动的评价是加权加速度均方根值a_w，并分别用a_wz、a_wy、awx表示垂直方向、左右方向和前后方向振动的加权加速度均方根值，或用三轴向加权加速度均方根值的矢量和即总加权加速度均方根值a_wo表示。对于货车车厢振动的评价用加速度均方根值a_rms和加速度功率谱密度函数。这一方法适用于正常行驶工况下的各种汽车，包括越野汽车。

1.单轴向加权加速度均方根值a_w的计算

1）由等带宽频谱分析得到的加速度自功率谱密度函数G_a（f）计算a_w。先计算1/3倍频带加速度均方根值谱值

式中，a_j为中心频率为f_j的第j（j=1，2，3，…，20）个1/3倍频带加速度均方根谱值（m/s²）；f_uj和f_lj分别为1/3倍频带的中心频率为f_j的上、下限截止频率（Hz）；G_a（f）为等带宽加速度自功率谱密度函数（m²/s³）。

图3-15 人体坐姿受振模型

然后，计算单轴向加权加速度均方根值a_w为

式中，a_w为单轴向加权加速度均方根值（m/s²）；w_j为第j个1/3倍频带的加权系数。

另外，可由G_a（f）直接积分而计算a_w

式中，w（f）为频率加权函数。

z轴方向：x、y轴方向：

2）对记录的加速度时间历程，通过符合频率加权函数w（f）或《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》（GB/T 4970—1996）标准所规定的频率加权滤波网络得到加权加速度时间函数a_w（t）为

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式中，a_w（t）为加权加速度时间历程（m/s²）；T为统计持续时间（s）。

3）由1/3倍频带均方根值计算。

若数据处理设备对所记录的加速度时间历程经过处理后，能直接得到1/3倍频带加速度均方根谱值a_j，则可直接按式（3-72）计算。

2.总加权加速度均方根值a_w0

总加权加速度均方根值a_w0按式（3-75）计算

式中，a_wx、awy和awz分别为前后方向（x轴向）、左右方向（y轴向）和垂直方向（z轴向）的加权加速度均方根值（m/s²）。

等效均值与加权加速度均方根值按下式换算

式中，L_eq为一定测量时间内的加权加速度均方根对数值，即等效均值（dB）；a₀为参考加速度均方根值（a₀=10^-6m/s²）。

表3-4给出了等效均值L_eq和加权加速度均方根值与人的主观感觉之间的关系。

表3-4 L_eq和a_w与人的主观感觉之间的关系

ISO2631-1：1997（E）标准规定，当振动波形峰值系数大于9时，用均4次方根值的方法来评价，比加权加速度均方根值能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系数振动对人体的影响，此时，采用辅助评价方法的振动剂量值为

式中，VDV为振动剂量值（ms^-1.75）；T为统计持续时间（s）。