Determining the structure and parameters of the human model subjected to vibration
Определение структуры и параметров модели человека, подверженного вибрации
DOI:
https://doi.org/10.21638/11701/spbu10.2022.113Аннотация
В статье представлены результаты экспериментальных исследований частотных свойств сидящего человека. Их анализ показал, что для определения структуры и параметров модели человеческого тела необходимо найти единственное решение проблемы определения параметров модели. В противном случае эта модель не может быть использована для создания систем виброзащиты, что является ее основным назначением. Данная проблема была решена для двухмассовой модели человека. Для этого необходимо знать общую массу модели, а также амплитудно-частотную характеристику и входное частотное сопротивление для обоих твердых тел в структуре модели. Кроме того, было определено влияние многосуставных мышц на частотные характеристики человеческого тела с использованием механических моделей с произвольным числом степеней свободы. В частности, показана возможность существования дополнительных антирезонансных частот на верхней массе.
Ключевые слова:
вибрация, тело человека, механическая модель, частотная характеристика, многосуставная мышца
Скачивания
Библиографические ссылки
Von Bekesy G. Über die Empfindlichkeit des stehenden und sitzenedn Menschen gegen sinusförmige Erschütterungen [About the sensitivity of standing and sitting people to sinusoidal vibrations]. Akustische Zeitschrift, 1939, vol. 4, pp. 360–369.
Coermann R. R. The mechanical impedance of the human body in sitting and standing position at low frequencies. Human factor, 1962, vol. 4, pp. 227–253.
Griffin M. J. Vertical vibration of seated subjects: effects of posture, vibration level, and frequency. Aviation Space and Environmental Medicine, 1975, vol. 46, pp. 269–276.
Paddan G. S., Griffin M. J. A review of the transmission of translational seat vibration to the head. J. of Sound and Vibration, 1998, vol. 215, iss. 4, pp. 863–882.
Paddan G. S., Griffin M. J. The transmission of translational seat vibration to the head—I. Vertical seat vibration. J. of Biomechanics, 1988, vol. 21, iss. 3, pp. 191–197.
Fairley T. E., Griffin M. J. The apparent mass of the seated human body. Vertical vibration. J. of Biomechanics, 1989, vol. 22, no. 2, pp. 81–94.
Potemkin B. A., Frolov K. V. Postroenie dinamitheskoy modeli tela cheloveka-operatora, podverzhennogo deistviju shirokopolosnih sluthainih vibratsiy [Construction of dynamic model of human body for man-operator exposed to broadband random vibrations]. Vibration-Isolation of Machine and Vibration-Protection of Man-Operator. Ed. by K. V. Frolov. Moscow, Nauka Publ., 1973, pp. 17–30. (In Russian)
Muksian R., Nash C. D. A model for response of seated humans to sinusoidal displacements of the seat. J. of Biomechanics, 1974, vol. 7, pp. 207–215.
Muksian R., Nash C. D. On frequency-depended damping coefficient in lumped-parameter models of human being. J. of Biomechanics, 1976, vol. 9, pp. 339–342.
Wan Y., Schimmels J. M. A Simple model that captures the essential dynamics of a seated human exposed to whole body vibration. Advances in Bioengineering, 1995, vol. 31, ASME-Publ. (Bioengineering Division), pp. 333–334.
Matsumoto Y., Griffin M. J. Modelling the dynamic mechanisms associated with the principal resonance of the seated human body. Clinical Biomechanics, 2001, vol. 16, suppl. 1, pp. S31–S44.
Bai X.-X., Xu S.-X., Cheng W., Qian L.-J. On 4-degree-of-freedom biodynamic models of seated occupants: Lumped-parameter modeling. J. of Sound and Vibration, 2017, vol. 402, no. 18, pp. 122–141.
Abbas W., Abouelatta O. B., El-Azab M., Elsaidy M., Megahed A. A. Optimization of biodynamic seated human models using genetic algorithms. Engineering, 2010, vol. 2, pp. 710–719.
Boileau P.-’E., Rakheja S. Whole-body vertical biodynamic response characteristics of the seated vehicle driver: measurement and model development. Intern. J. of Ind. Ergonomics, 1998, vol. 22, pp. 449–472.
Zhang E., Xu L. A., Liu Z. H., Li X. L. Dynamic modeling and vibration characteristics of multi-DOF upper part system of seated human body. Chine Journal of Engineering Design, 2008, vol. 15, pp. 244–249.
Yoshimura T., Nakai K., Tamaoki G. Multi-body dynamics modelling of seated human body under exposure to whole-body vibration. Industrial Health, 2005, vol. 43, pp. 441–447.
Tregubov V. P., Egorova N. K. Model'noe izuchenie vliianiia mnogosustavnykh myshts na chastotnye kharakteristiki tela cheloveka [Model study of the influence of multi-joint muscles on the frequency characteristics of the human body]. Vestnik of Saint Petersburg University. Applied Mathematics. Computer Science. Control Processes, 2020, vol. 16, iss. 2, pp. 150–164. https://doi.org/10.21638/11701/spbu10.2020.207 (In Russian)
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
