【国家标准(GB)】 机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价 第1部分: 一般要求

ICS 13. 160
中华人民共和国国家标准
GB/T 13441.1—2007/ISO 2631-1: 1997代替GB/T13441-1992,GB/T13442—1992机械振动与冲击
人体暴露于全身振动的评价
第1部分：一般要求
Mechanical vibration and shock-Eyaluation of hunnan exposure towhole-body vibration--Part 1 : General requirements(ISO 2631-1:1997,IDT)
2007-04-30 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2007-11-01 实施
GB/T 13441.1—2007/ISO 2631-1: 1997前
规范性引用文件
求语和定义
符号和下标
振动测量
測量方向
测量位置
信安调理的一般要求
測量时间长度
振动条件的报告
6振动评价
电+电电
用计权均方根加速度的基本评价方法6.1
基本评价方法的适用性
基本评价方法不适用时的附加评价方法6,3
方向的合成振动·
勃评价方法使用指南·
振动评价
振动对健康影响的评价指南
8舒适与感知
舒适·
感知-
振动对感知和舒适影响的评价指南.运动病·
应用·
握动评价：
9.3振动对运动病影响的评价指南附录A（规范性附录）频率计权的数学定义附录B（资料性附录）
振动对健康影帕的评价指南
附录.C（资料性附录）振动对舒适与感知影谕的评价指南…附录E（资料性附录）·振动对运动病发病率影响的评价指南·！崧港文献
GB/T 13441.1---2007/ISO 2631-1 : 1997GB/T13441《机械握动与冲击人体暴露手全身振动的评价》分为四个部分：第1部分：一般要求，
第2部分：建筑物内的搬动(1Hz~80Hz)；第4部分：振动和旋转运动对固定导轨运输系统中的乘客及乘务员舒适影响的评价指南；第5部分：包含多次冲击的振动的评价方法。本部分为GB/T13441的第1部分。本部分等采用TSO2631-1.1997（E)6机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价第1部分：一般要求》(英文版)。
为便于使用，本部分做了如下编辑性修改：用\本部分\代替\TSO2631本部分”；一删除国际标准的前言：
用小数点符号“，”代替作为小数点的“，\；取消附录E，并把相应的内容纳人本部分参考文献之中；对IS02631-1：1997（F)引用的其他国际标准，有被等同采用为我国标准的，用我国标准代替对应的国际标准，其他则直接引用国际标准。本部分是对GB/T13441—1992人体全身振动环境的测规范》和GB/T13442--1992《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则》的合并修订。本部分与GB/T13441—1992和GB/T13442—1992相比主要变化如下：本部分与ISO2631-1：1997(E)的一致性程度为等同，而前一版本则为非等效；本部分改为GB/T13441系列标准的第1部分，并按ISO2631-1：1997（E）补充了GB/T13441—1992和GB/T13442—1992中未纳的部分*频率范围扩展到1Hz以下，用基于均方根值加速度频率计权方法评价-增如了附录A：频率计权的数学定义，一调整了术语和定义，
敢消了GB/T13441---1.992中振动的量级（摄级），等效连续均方根值、等效连续振级等概念取消了GB/T13441--·1992·中的测量报告；本部分不强调振动暴露界限，也不强调暴露时间的概念，取消了GB/T13442---1992的表格及图中有关暴露时间的内容，但在增加的附录B、附录C和附录D中提供了振动影响评价指南本部分不仅规定了振动对坐姿和立姿人体影响的相关测量及评价方法，而且也规定了振动对卧姿人体影响的相关测量及评价方法：在附录C中给出了振动对舒适与感知影响的评价指南。
本部分的附录A为规范性附录，附录B、附录C、附录D为资料性附录。本部分由全国机械振动与冲击标准化技术委员会(SAC/TC53)提出并归口。本部分起章单位：北京理工大学、北京航天医学工程研究所、中国铁道科学研究院，吉林省安全科学技术研究院、北京市劳动保护科学研究所、郑州机械工程研究所。本部分主要起草人：高利、陈卫杰、吴绍斌、陈雪梅、赵亚男、刘洪游、马筠、肖建民、邵斌、韩国明。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：-GB/T:13441—1992#
GB/T 13442—-1992.
GB/T13441.1—2007/ISO 2631-1:1997引
本部分的主要目的是规定与下列方面相关的人体暴露于全身振动的量化方法一人的健康与舒适；
振动感知的可能性，
运动病的发病率。
本部分主要涉及人体全身振动，但并不包括那些直接传递到四肢上的振动（如电动工具）而带来的严重影响。
变通工具（包活空中、陆路及水上）、机械设施（比如用于工业和农业的)以及工业活动（比始打桩和爆破）经常使人们暴露于周期的、随机的或瞬态的机械振动当中，这些机械振动会影响人们的舒适、活动和健康。
本部分不包括振动暴露界限，还是定义了相关的评价方法，以便可单独预备用作界限的基础，本部分还包括对含有间断性高峰值（即有高波峰因数）振动的评价。三个附录提供了摄动对健康(附录B)、对舒适与感知（附录C)和对运动病发病率（附录D)可能造成的影响的近期信息。本指南试图考虑所有可能的数据并满足进一步提出简单而实用的推荐方法的需要。为了避免歧义和鼓励精确的测量，本指南都是以数字项的形式给出。但在使用这些推萄值时应牢记应用的限制条件。以科技文献中可获得更多的信息，木部分参考文献中列出了部分相关科技文献。本部分没有盖剧烈振动对人的行为和工作能力的潜在影响，因为这类指南主要取决于与操作者，场所和任务设计相关的工效学细节。振动很复杂的，通常包括许多频率，发生在几个方向上并且随时改变。振动产生的影响可能是多种多样的。全身振动暴露会在人体内引起摆动和力的复杂分配，不同实验对象在生物学反应归面存在很大的差开。全身振动会引起一些感觉（如不舒适或烦躁），影响人的行为能力或呈现健康和按全危险(如病理学损伤或生理学变化)，小幅度运动避荡力的存在也会产生类似的影响。为更适应需要，本部分编入了该领域报告的新经验和研究成果，主要变化有：重新组织了本部分；
改变了振动环境测量和芬析的方法；改变了结果应用的步骤。
随着人们对振动的人体生理/病理反应以及行为反应的复杂性和缺志清楚认识的增强，全面地理解剂最-反应间的关系有利于给出关于健康、舒适与感知、运动病发病率更为定量的指南（见附录B附录 D)。
基于实践经验，均方根值方法仍继续作为被峰因数小于9的测量基础，因此应坚持对现有数据库的整合。近年来的研究已经表明承受振动暴露时的加速度峰值的重要性，尤其是对健康的影响更为重要。实验表明评价振动的均方根值方法低估了具有真正价值的峰值对振动的影响。在均方根值方法扩履到波蜂因数小于或等于9的振动评价的情况下，希望提出附加的和或可替代的测量程序来评价这种高峰值特别是波峰因数大于9的振动。为简单起见，有关暴露持续时间对人的不同影响附属关系已在早期版本中作了假定，认为对不同的影响（健康、工作效率和舒适）是相间的。这一概念没有得到实验研究结果的支持，因此被删掉。新的研究成果在附录中作了概述。木修订没有包括暴露界限或极限，还測除了由于振动产生“疫劳降低工作效率的概念。
尽管在本修订中有一些实际化、改善和精练，大量的报告和研究成果都表明在早期版本中推荐的I
GB/T13441.1--2007/IS02631-1:1997评价指南和暴露界限是安全的而且可以防止不希望的影响。这修订应当不影响现有数据库的整合和绑续，也应当支持更好的数据收集以作为各种刺激：影响关系的基础本部分规定了人体暴露于全身振动的测量和评价的一般方法，GB/T13441的其他部分是以本部分为基础的特殊环境下的具体规定。本部分是GB/T13441结构调整后修订完成的第一个部分，其他部分将在今后陆续制定和修订。范围
机械振动与冲击
GB/T13441.1--2007/ISO2631-1:1997人体暴露于全身振动的评价
第1部分：一般要求
本部分规定了周期、随机和瞬态的全身振动的测量方法，指出了综合决定振动暴露能够被按受程度的主要因素。附录B至附录D表明了日舱的观点并提供了振动对健康、舒适与感知、运动病的可能影呐的指南。考虑的频率范围为：-对健康、舒适与感知为 0. 5 Hz~～80 Hz;-对运动病为 0. 1 Hz~0. 5 Hz。尽管没有涉及人体行为的潜在影响，这单关王全身振动测量指南的绝大部分也可用于这个领域。本部分还规定了为了测定人体暴露，而安装传感器的优先方法的原则。本分不适用于像车辆事故产生的极大单次撞击。
本部分适用于通过支撑面传递到整个人体的运动，这些支撑面包括站立的人的脚或坐着的人的臀部、背部和脚或躺卧的人的支撑区域。这种类型的振动出现在交通工具、机械设备,建筑物中以及正在工作的机器附近。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T13441的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，真随后所有的修改单（不包拆勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而.鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分
GB/T15619--2005机械振动与冲击人体暴露词汇(ISO 5805:1997,IDT)GB/T18707.1-2002机械振动评价车辆座振动实验室方法（IS010326-1:1992,JDT)ISO204.1振动与冲击术语
ISO8041人体振动响应，测量仪器IEC1260电声学倍频程和分数倍频程滤波器3术语和定义
ISO 2041和GR/T 15619 中给定的术语和定义适用于GB/T13441的本部分。4符号和下标
4.1特号
a振动加速度，平移加速度为（m/s\）,旋转加速度为（r8d/）,如无特殊说明，对其值的引用均指均方根值(r.m.s);
H(p）用虚数角频率（复频率)的涵数表尔的滤波器的传递函数或增益，p=j2nf虚数角癫率；
w频率计权。
GB/T 13441.1—2007/IS0 2631-1:19974.2下标
c,d,e,f,i,k指用来评价健康、舒适、感知和运动病而推荐的各个癫率计W指频率迁权加速度值，
曲线（表1和表2)
指平移或直线振动的方向（图1)。对于旋转振动，它们指换转轴r（绕文、y、&轴的旋转分设定为滚转、俯仰和偏转，见图1)。指、少和轴总计权加速度的失量和。俯仰（）
座楷表面
换转（
a）坐姿
)卧姿
人体基本中心坐标系
b）立姿
賴率计权
翻率计权
（见第7意）
轴，座椅表面
轴.座怖表面
轴·座装面
（见第7章）
轴,座椅-学背”
见 7. 2. 3 的注。
.23的律
振动量
GB/T 13441.1—2007/ISO 2631-1.1997表 1基本计权的频率计权曲线应用指南舒适
（见第8章）www.bzxz.net
比轴，座椅表面
轴，立姿
垂直，卧姿（头部除外）
、3，免轴，坐姿脚部
#轴.座椅表面
3轴，座栉表面
a.y轴，立姿
水平，卧姿
3、*轴,座档-靠背
（站第8章）
轴.座椅表面
&轴，就姿
垂直卧姿(头部隙外）
轴，座烧表面
3轴，座椅表面
2.3轴，立姿
水平，卧姿
表2附加计权的频率计权曲线应用指南舒适
（见第8章）
α轴,座椅-鼎背
轴唑擀双面
垂直，卧姿(头部)
振动幅值的基本试是项速度（见4.1感知
（见第8章）
轴,座椅-菲背
工工轴,座挤表面
垂直,卧婆(头部)
运动病
（见第9牵）
垂直方向
运动游
（靶第9意）
在很低频率振动而且是低振幅的情况下，如在建筑物中或在船，可以进行速度测量并换算成加速度。
测遣方向
应以振动输人人体的点为坐标原点测量振动。主要相关的基本中心坐标系如图1所示。5. 2. 1
如果不能获得这个优选的中心坐标轴与振动传感器的精确对中，必要时传感器的灵敏可与这个优选的中心坐标轴偏移15°，对于座在斜靠背可上的大，相对标原点应由大体的坐标轴米决定，这时的轴不必垂直，但应注期基本中心坐标系相对于重力场的方位，5.2.3固定于某一测量位置的传感器应止交安放，单个测量位置处放置在不同坐标轴上的平移加速度计应尽量靠近。
5.3测量位置
5.3.1为了表示在人体和振源间界面处的振动，此处应放置传器，传到人体的振动应当在人体和支撑面间的界面上进行测量。人体和振动表面阅接触的主要区域并不总是很明确的。对丁坐姿人体，本部分使用了3个主要区域，座榜支撑面、座椅-靠背处和放脚处。座椅支撑面的测量应当在坐骨突起部位的下面逊行，座椅-靠背处的测量应当在支接人体的主要区域行，放脚处的测量应当在最经常放脚的支撑面上进行，对于卧姿，本部分认为应在骨盆、后背和头下的支撑面进衍测量。在所有情况下都应当全面报告测量位置。3
CB/T 13441.1—2007/ISO 2631-1: 1997注1：当直接测量不易实现时，可以在交通工具或建筑结构的固定部分妮获转中心最重心处测量报动。有关人体反应数据的评价需要另外计算，并日还需要具备关于被评价系统的结构动力擎的知识，注2；座橘·靠背处振动的测量最妇在椅背和人体的接触面进行。当这样微有围难时,可以在靠背软垫后面的椅支架上进行，如果在这种位暨上进行测量,测量数据必续用靠材料的传递特性进行修正，注3：由谢性表面传到人体的振动可以在紧靠人体和该刚性表面的接触融区域附近《通常在该区域巾心10cm范围之内)的支学面上进行测望。
5.3.2对于通过非刚性或柔性材料（比如座椅靠垫或睡椅）传递到人体的振动，应使用处于人和支撑面之间主要接触区域的传感器进行测量。这可以通过将传感器封装在一个具有合适形状的安装座中来实现，该安装座不应明显改变该柔性材料表面上的压力分布。对于非刚性表面正的测量，人体应当采取相对于外界的正常位置。
注：设计普遍用于密椅振动测量的加速度计安装座在GB/T18707.1中给出。5.4信号调理的般要求
本部分中所定义的振动评价程序包括对时间和频带求平均振动的方法。振动传感器的题率响应和信号处理前的相关信号调理应当与本部分的相关条款说明的频率范围相适应。信号调理设备的动态范圈应能适应频率最高和最低的信号。为以后分析所记录的信号可以先通过其有约1.5倍感兴趣的最高频率的截止频率（一3d3)的低通滤波器，以便使信噪比最大化，并且在本部分相关条款说明的频率范围内相位特性应当呈线性。5.5测量时间长度
测量时间长度应能充分保证合理的数据统计精度，并且能够保证所测振动对拟评估的暴露具有典型性。应当报告测最时间长度。当完整的暴露包括具有不间特性的时间段时，可以要求分别对不同时间段做单独分析。注：对于平稳的随机信号测益精度取决于滤被据的带宽和测量时间长度。如，要得到觉信睡为90%时小」3dB的测量误差，当用1/3倍癫程进行分析时，则对1Hz的下限烦率（1L.LF)至少需要108s的测适时间长度，对于0.5Hz的LLF至少需要227.的测量时间长度。如果是有代表性的报动暴露，测量时间通常会更长。5.6振动条件的报告
本部分使用统一的格式，以便简化和标准化振动条件的记录、对比和评估。本部分的合理使用应有明确清晰的记录结果文档，这包括相关条款的参考文献、本部分的附录以及一个或多个频率计权。对本部分中叙述有替代方法的地方，必须清楚地报告所使用的方法，这一点非常重要。鼓励本部分的使用者既要报告所评估的振动暴露的量，也要报告持续时间。如果依据 6,3使用了附加评价方法（如当波峰因数大于9时），应同时报告基本值和刚加值。如果波峰因数巨经确定，应当报告其测量的时间周期。
用一个或几个值对复杂振动条件的严醋程度说明是方便而基本的方式。但还是希望有关振动条件更详细的信息变为有效的信息。报告它包括有关频率成分（即掀动频谱），振动轴、振动茶件如何随时间变化以及其他会影响振动后果的因素等信息。注：其他因素也可能会影响人体对振动的反应,人员樊型(年龄、性别、人体尺寸健康程度等)经历,期望值，激情和动机（比如所完戚任务的难易程度），人体婆势；活动（比如驾驶员或乘客）；经济因素等。6：振动评价
6.1用计权均方根加速度的基本评价方法依据本部分，振动评价应总是包括如本条中所定义的计权均方根（r.m，s.）加速度的测量：对平移振动,计权均方根加速度用 m/s表示,而对旋转振动则用 rad/s表示。计权均方根加速度应按下式或其频域的等价式计算。式中：
GB/T13441.1—2007/1SO 2631-1:1997作为时阀函数(时间历程)的计权加速度(平移的或旋转的)，单位分别为来每二次方秒(m/s°)或弧度每二次方秒(rad/s),T。测时间长度，单位为秒($)。表1和表2分别列出了不间方间上以及不同应用条件下推荐和/或使用的频率计权曲线，并且在以下各条中以及附录B、附录C、附录D中进行讨论。表3和表4给出了这些计权曲线的数值，其精确定义在附录A中给出。
6.2基本评价方法的适用性
6.2. 1 波峰因数的定义
本部分中的波蜂因数定义为频率计权加速度信号的最大瞬时峰值与其均方根值的比的模。峰值应当在整个测量时间长度（见5.5)，也就是用于均方根值积分的时间圖期T（见6.1)中确定。注：波峰因数并不定说明振动的严酯程度（见6.3），表31/3借频程下的基本频率计权巅带
因数×1000
—6,77
— 6. 33
—5, 49
—4,01
因数×1000
—16. 01
—12,.28
-8, 75
—13. 91
—18. 03
因数×1000
—16,10
---11. 49
...4.17
—71,96
GB/T13441.1—-2007/ISO 2631-1,1997频带数·
因数×1000
注1：频率计权的误差见 6.4、1.2。dB
表3（续）
因数×1000
--17,56
— 25. 35
.--48.00
—21. 94
-- 28, 22
—30,60
.36. 99
—52. 30
因数×1000
往 2,如果巴经确定低于 1 Hz 的频率范围对计权加速度值不重要,推荐使用 1 Hz-~80 [Iz 的频率范图注 3：已经计算的值包括频带界限。为IEC1260中的频带数。
表 41/3 倍频程下的附加频率计权频带数·
因数×1000
: -5, 56
因数×1000
.12.23
—0,55
-1, 11
--13, 91
—19,98
--24, 08
因数×1000
—6 34
: —2.01
.-0. 4.8
题带数
因数x1000
注1：颤率计权的误整见 6.4, 1. 2。dB
表4（续）
GB/T 13441.1—2007/ISO 2631-1: 1997w
因数×1000
—14, 02
.-29.24
-34,80
— 45. 92
—26. 02
—27. 97
—32. 15
—63. 99
困数×1 000
—0, 62
—3,01
-- 19. 98
— 24. 10
注 2:如果已经确定低于 1Hz 的频率范困对计-权加速度值不重要,推荐使用 1 Hz~-80 Hz 的频率范围。注3；已经计算的值包括频带界限。为TEC1260中的频带数。
基本评价方法对黑有高波峰因数振动的适用性$.2.2
被峰因数可以用来研究基本评价方法是否适用于描述振动对人体影响的严醋程度。对波峰因数小于载等于 9 的振动,基本评价方法一般是有效的。6. 3 中定义了当基本评价方法不很有效时的可用方法。
注：对某些特定类型的振动,特别是包含有间歇性冲击的娠动：即使在波峰国数不大于9的情况下,邀本评价方法也可能低估了报动对不舒适影响的严重程度。有怀疑时,对峰值系数小于或等于 分 的情形述推荐根据 6.3 伙用并报告附加评价方法。6,3,3中说明了用附加评价方法和基本评价方法计算的振动量比值,这是推荐使用的附加评价方法之-,可以作为讨论报动对人体影响的进步基础。基本评价方法不适用时的附加评价方法6.3
在避本评价行法可能会低估娠动影响（的被峰恩数、偶然性冲击、瞬态振动等）的情况下，应深用如下所述的任意一种替代方法，包括运行均方根值或四次方振动剂量值。：6.3.1
运行均方根评价方法
运行均方根评价方法通过使用：一个短的积分时间常数来考虑偶然性冲击和瞬态振动。定义振动幅值为最大瞬时振动值(MTVV)：出αw(t,)的时间历程上的最大值给定。()的定义式为：(）
式中：
瞬时懒率计权加速度；
运行平均积分时间，
t-时间(积分变量),
$—-—观测时间(瞬时时间)。
[aw(t)\dt
上述定义成线性积分的算式可用ISO8041中定义的指数积分来近似：-(2)
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