WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«по дисциплине ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕХНОСФЕРЕ для студентов II курса специальности «Безопасность жизнедеятельности» ИТТиОП ...»

р

М И Н И С ТЕРСТВ О ПУТЕЙ СО ОБЩ ЕН ИЯ /

РО С С И Й СК О Й ФЕДЕРАЦИИ

М О СК О ВСКИ Й ГОСУДАРСТВЕННЫ Й У Н И ВЕРСИ ТЕТ

П У ТЕЙ СО О БЩ ЕН И Я (МИИТ)

Кафедра '‘Физика-2”

А.В. Пауткина

Утверждено

редакционно-издательским

советом университета

ШУМЫ И ВИБРАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине

"ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕХНОСФЕРЕ"

для студентов II курса специальности «Безопасность жизнедеятельности» ИТТиОП УДК 628.517.2:656.2 П-21 Паут кина А.В. Шумы и вибрации: Методические указания по дисциплине “Физико-химические процессы в техносфере’.’ -М.:

МИИТ. 2001.- 76 с.

Методические указания по дисциплине «Физико-химические процессы в техносфере» соответствуют программе и учебным планам специальности «Безопасность жизнедеятельности» института ИТТиОП.

© Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 2001 Содержание С Введение 5 I. Ш умы 6

1.1. Акустический шум 7

1.2. Электрический шум 7 II. О сновные физические и субъективные характеристики звука и их количественные оценки 9 II. 1. Звуковые (акустические) волны 9

11.2. Количественные характеристики звука 10 II. 2.1. И нтенсивность звука (сила звука) 10 11.2.2. Уровень интенсивности 11 II.2.3. Пороговая интенсивность 12 11.2.4. Э ффективное звуковое давление 12 11.2.5. Уровень звукового давления 12 11.2.6. У словный порог слыш имости 13 11.2.7. В ысота звука 13 11.2.8. Громкость звука 14 11.2.9. П орог болевого ощ ущ ения 14 11.2.10. Уровень гром кости звука 14 III. Влияние шума на человека 15 III. 1. Бытовой шум 17



111.2. О рганы слуха человека 19 III. 3. В осприятие звука по частоте 23 III.4. В осприятие звука по амплитуде 24 III. 5. О физиологическом

–  –  –

Человек и животные живут в мире звуков и шумов, которые играют существенную роль в нашей повседневной жизни.

С одной стороны, они являются сигналами информации, воспринимаемые индивидуумом. При этом звуки и шумы оказывают как желательные привычные (шум моря, леса, музыка), так и нежелательные, иногда травмирующие (шум технических механизмов, самолетов, грозы, взрывы и т.п.), физическое и психическое воздействия.

С другой стороны, шумы играют существенную роль во многих областях науки и техники, таких как радиоэлектроника и радиотехника, оптика и астрономия, информатика и вычислительная техника и т.д., которые призваны служить человеку. Шумы, например, ограничивают чувствительность измерительной аппаратуры, уменьшают стабильность работы генераторов электрического тока, уменьшают устойчивость систем автоматического регулирования, ограничивают чувствительность и помехоустойчивость радиоаппаратуры и т.д.

Помимо шумов человек встречается с вибрациями, чаще всего в своей производственной практике. Вибрации, возникающие во время работы различного рода устройств и механизмов, приводят не только к ускоренному износу механизмов, но и оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека, работающего в условиях вибрирующих механизмов.

Из выше сказанного становится понятным повышенный интерес к изучению звуков, шумов и вибраций.

В физике под звуком понимают упругие волны, распространяющиеся в газообразных, жидких и твердых средах.

S’ Диапазон звуковых волн достаточно широк. В быту (и в медицине) под звуком понимают явление субъективного восприятия органами слуха человека упругих волн, длины которых лежат в диапазоне от 16 Гц до 20000 Гц. На шкале звуковых волн упругие волны с частотами, меньшими 16 Гц, называют инфразвуком; волны с частотами свыше 20 кГц называют ультразвуком; самые высокочастотные упругие волны, лежащие в диапазоне от 109 до 101 Гц, называют гиперзвуком.

Раздел физики, изучающий явления, связанные с источниками и распространением звуковых волн, называют акустикой.

Всякий реальный звук является наложением гармонических колебаний с определенным набором частот. Присутствующий в данном звуке набор частот называют его акустическим спектром.

Различают сплошной и линейчатый акустические спектры. В сплошном спектре присутствуют колебания всех частот в некотором интервале от v l до v 2. Линейчатый спектр состоит из дискретных частот к,. v 2, v3 и т.д.

Сплошным акустическим спектром обладают шумы.

–  –  –

Ш ум - беспорядочные колебания (флуктуации) различной физической природы, отличающиеся сложной временной и спектральной характеристикой. В зависимости от физической природы источника шума шумы разделяют на акустические и электрические.

1 [1] Физическая энциклопедия. Под ред. А.М.Прохорова. Изд-во «Большая Российская энциклопедия». Москва. 1998. - Т.5. - С.479е Акустический шум.

Источником акустического шума могут быть любые нежелательные механические колебания в твердых, жидких или газообразных средах. Можно выделить механический шум.

вызываемый вибрацией и соударениями твердых тел (станки, машины, механические устройства); аэро- и гидродинамический ш ум. возникающий в турбулентных потоках газов и жидкостей в результате флуктуаций давления (шумы, возникающие в струе реактивного двигателя; в струе воды от винтов кораблей и подводных термодинамический шум, лодок и т.п.); обусловленный флуктуациями плотности газа (возникает, например, в процессе горения или при взрывах); кавитационный шум, связанный с захлопыванием газовых полостей (пузырьков) в жидкостях (явление кавитации).

Акустический шум может являться информационным сигналом: так, по шуму гребных винтов надводных судов и подводных лодок можно осуществить их пеленгацию, причем по характеру шума (проводится анализ его спектрального состава и сравнительный анализ интенсивностей колебания разных частот) можно сделать выводы о величине судна, направлении его движения, скорости и даже в некоторых случаях определить тип судна.

Акустический шум может быть источником помех в работе радиоэлектронных устройств в низкочастотном диапазоне (вплоть до нарушения их работоспособности).

Электрический шум.

К электрическим шумам относят нежелательные возмущения токов, напряжений или напряженностей электромагнитных полей в радиоэлектронных устройствах.

Различают шумы регулярные и флуктуационные. Первые носят периодический предсказуемый характер, вторые являются случайными. Примером регулярных шумов может служить фон переменного тока цепей питания радиоэлектронных устройств.

Пример флуктуационного шума - электрические шумы, обусловленные неравномерностью эмиссии электронов в электровакуумных приборах (его называют дробовой шум), неравномерностью процессов генерации и рекомбинации носителей заряда в полупроводниковых приборах, тепловым движением заряда в проводниках, тепловым излучением Земли, Солнца, земной атмосферы и т.п.

По положению источника шума относительно рассматриваемого устройства шумы делят на внешние и внутренние.

По происхождению шумы подразделяются на естественные и технические. Естественные шумы обусловлены дискретным строением вещества и статистическим характером протекающих в нем процессов. К таким явлениям относятся тепловые движения носителей заряда, процессы рекомбинации, ионизации, прохождения частиц сквозь потенциальный барьер и т.д. В силу статистического характера процессов, являющихся причиной естественных шумов, они принципиально неустранимы. Технические шумы являются следствием конструктивно-технологического несовершенства радиоэлектронных устройств. К таким шумам относится, например, фон переменного тока цепей питания приборов, шумы вторичной электронной эмиссии, вибрации (вибрационные шумы). Вредное влияние технических шумов может быть существенно уменьш ено или даж е устранено более соверш енными технологическим и приемами разработки конструкции приборов.

Независимо от физической природы шум отличается от периодических колебаний случайным изменением мгновенных значений величин, характеризующих данный процесс. Нередко шум представляет собой смесь случайных и периодических колебаний.

Для описания шумов и их источников используют различные s математические модели, соответствующие их временной, спектральной и пространственной структуре. Для количественной оценки шумов пользуются усредненными параметрами, которые определяются на основе статистических законов.

Основные физические и субъективные характеристики звука и их количественные оценки.

Звуковые (акустические) волны.

Звуковые волны - упрутие волны, распространяющиеся только в упругих средах. Это было доказано достаточно давно простым опытом: звонок, хорошо слышимый из-под стеклянного колпака, в котором находится воздух, полностью не слышен, если источник звука поместить под колпак с откачанным воздухом. А если наблюдать эксперимент (слушать громкость звука) в процессе откачки, то звук будет постепенно становиться менее громким и потом вовсе не будет слышен.

Все животные, в том числе и человек, воспринимают не все звуковые волны. На рисунке 1 приведена шкала звуковых волн, дающая представление о пределах слышимости живых существ.

Инфразвук Звук Ультразвук (Гиперзвук)

----------------------------- 1 ---------------------- 1 ---------------------------------1 -------------------------------------------------------------------- 1 -------------------------------------------------------------------

–  –  –

Человек слышит звуки, частоты которых лежат в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц (границы этого диапазона, как и границы видимого диапазона воспринимаемых человеком электромагнитных волн, индивидуальны). Чувствительность уха к волнам различной частоты неодинакова - для человека она максимальна в области 1,5 -3 кГц Издревле известны «неслышимые» свистки для охотничьих собак, с помощью которых хозяин-охотник управляет своей собакой.

Конечно, неслышны свистки только для человека, а собака их прекрасно слышит. Летучие мыши, ориентирующиеся в пространстве только с помощью природного звукового радара, работающего на высоких частота, даже оказались жертвой целого ряда предрассудков

- летучая мышь, запутывающаяся в гриве коня, рассматривается как агрессор (вампир), на коня нападающий, хотя ситуация трагична именно для самой мыши - она послав сигнал и не услышав отраженного сигнала (его полностью поглотила лошадиная грива), приходит к выводу, что перед ней свободное пространство и летит вперед, внезапно запутываясь в гриве.

Звук - физическое явление, связанное с физическими и с психофизиологическими процессами. Поэтому термином «звук»

описывают и те ощущения, которые вызывает звуковая волна в наших органах чувств, прежде всего в органах слуха. Это нашло отражение в названиях областей акустики: физическая акустика и физиологическая акустика.

Количественные характеристики звука.

Интенсивность звука (сила звука).

Интенсивностью звука называется физическая величина, равная средней по времени энергии, переносимой за единицу времени звуковой волной через единичную площадку перпендикулярно направлению распространения волны (плотность потока энергии).

Для периодического звука усреднение проводится либо за промежуток времени, большой по сравнению с периодом, либо за целое число периодов.

Для плоской синусоидальной бегущей волны интенсивность звука равна:

PV _ Р 2 ~2pU' где Р - амплитуда звукового давления; V - амплитуда скорости колебаний; р - плотность среды, в которой распространяется звук; U

- скорость звука в среде (фазовая или групповая, если дисперсия мала, то скорости практически совпадают).

В сферической бегущей волне интенсивность звука обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника.

В стоячей волне интенсивность звука равна нулю, т.к. в среднем нет потока звуковой энергии (стоячая волна не переносит энергию).

В акустике плотность потока энергии определяется вектором Умова:

/ = (w )U, где (w) - среднее значение объемной плотности энергии; U групповая скорость волны.

В международной системе единиц СИ интенсивность звука Вт измеряется в ——.

м" Уровень интенсивности.

Уровень интенсивности - оценочная величина интенсивности, выраженная в децибеллах (дБ).

Число децибелл N равно:

–  –  –

Другой количественной характеристикой звука является эффективное звуковое давление, т.к. человек физиологически воспринимает интенсивность звука как давление, которое оказывают звуковые волны на органы слуха. Количественной мерой в этом случае служит и уровень звукового давления. Следует отличать звуковое давление от давления звука. Давление звукового излучения (иначе - давление звука, радиационное давление) - постоянное давление, которое испытывает тело, находящееся в стационарном звуковом поле. Давление звукового излучения пропорционально плотности звуковой энергии. Оно мало по сравнению со звуковым давлением. Звуковое давление в несколько сот раз больше давления звука.

Эффективное звуковое давление.

Эффективное звуковое давление - эффективное (или действующее) значение звукового давления (среднеквадратичное):

Уровень звукового давления.

Уровень звукового давления - оценочная величина давления, выражаемая в белах (Б) или децибелах (дБ):

где р п - условный порог слышимости; к - нормировочный коэффициент. Если к=1, то уровень звукового давления измеряется в белах (Б); если к=10, то уровень звукового давления измеряется в дБ.

–  –  –

Воспринимаемые звуки человек физиологически различает по высоте, тембру2 и громкости. Некоторым из этих субъективных оценок соответствует определенная физическая характеристика звуковой волны.

Высота звука.

Высотой звука называется качество периодического или почти периодического звука, зависящее от частоты звука и 2 Тембр звука - субъективная, определяемая на слух, характеристика качества звука, зависящая от его спектра. Оценка звуков по тембру дополняет восприятие звука по громкости и высоте. Тембр позволяет отличать звуки от разных источников, например, от разных музыкальных инструментов. Помимо спектра на оценку тембра звука влияет динамика звука - усиление и ослабление, скорость нарастания или спада интенсивности звука; если это импульсный звук, то характеристики импульса - длительность, скважность, частота.

Восприятие тембра - субъективно, так музыканты различают в звуке инструментов глубину, бархатистость, певучесть и гнусавость.

Строго таких терминов не существует.

оцениваемое на слух. По мере уменьшения частоты звука его высота понижается.

Громкость звука.

Громкость звука - субъективная оценка силы слухового ощущения, вызываемого акустической волной.

Порог болевого ощущения.

Порог болевого ощущения также субъективная характеристика физиологических ощущений. Например, при частотах 0.5 - 1 кГц это давление, равное 200 Па.

Уровень громкости звука.

Уровень громкости звука - это уровень звукового давления равногромкого с ним «эталонного звука», частота которого 1 кГц.

Уровень громкости звука измеряется в фонах. Уровень громкости звука равен 1 фону, если уровень звукового давления равногромкого с ним «эталонного звука» равен 1 дБ'\ Синусоидальные волны в акустике называются простыми или чистыми т онами4.

Тональные или музыкальные звуки обладают линейчатым спектром. Это, например, звуки музыкальных инструментов.

В некотором смысле то, что принято называть музыкальными звуками, тоже относится к проблеме шума, о воздействии на человека которого будет идти речь ниже.

–  –  –

Бытовой шум.

В быту под шумом понимают беспорядочные звуковые волновые помехи различной природы, оказывающие вредное воздействие на организм человека и прежде всего мешающие правильному восприятию речи и музыки, отдыху и работе.

Орган слуха человека (ухо) воспринимает как слышимый звук колебания упругой среды с частотами от 20 Гц до 20 кГц. Восприятие звука - субъективный процесс, зависящий, как отмечалось выше, от всех параметров звуковой волны (интенсивности, звукового давления, частоты). Все звуковые волны, интенсивности которых лежат между крайними значениями (порогом слышимости и порогом болевого ощущения) являются- областью слышимости.

Повышенный уровень шума на рабочем месте отнесен к группе физически опасных и вредных производственных факторов.

Шум, действуя постоянно и длительно на клетки коры головного мозг аритмичными импульсами, вызывает перенапряжение, истощение мозговых клеток. Поскольку кора головного мозга является высшим регулятором всех функций организма, возникшее состояние приводит к ослаблению всех процессов, обеспечивающих 5 [2] Янг С., Эллисон А. Измерение шума машин/М: Энергоиздат, 1998.

[3] Астрахов Н.В. Вибрации и шум электрических машин/М.:МЭИ, 1984.

[4] Малышев B.C. Основы звукоизлучения и звукоизоляции/М.: МЭИ, 1993.

[5] Колесников А.Е. Шум и вибрация. Учебник/Д.:Судостроение.

1988.-248 с.

[6] Медведев В Т., Каралюнец А.В.. Корочков В.В. Методы и средства защиты от шума/М.:МЭИ, 1997. 76 с.

организму слаженное функционирование всех его систем, и сказывается, в конечном итоге, на трудовых процессах. В результате действия шума деятельность человека становится менее эффективной, появляется быстрая утомляемость, могут наступить функциональные нарушения в деятельности внутренних органов, приводящие в зависимости от интенсивности шума и длительности их воздействия к патологической перестройке тканей и как следствие к различным заболеваниям. Доказано, что после 6-7 часов работы при интенсивности шума 80-100 дБ нарушается динамика высшей нервной деятельности, клетки коры головного мозга находятся на пределе, близком к истощению, расстраивается функционирование вегетативной нервной системы. Во время отдыха нарушения не всегда восстанавливаются. Режим реабилитации (восстановления) индивидуален и должен определяться в соответствии с рекомендациями врача. Если работать в течение нескольких лет при шуме, то проявляются уже устойчивые, неустранимые последствия:

стойкое понижение остроты слуха (тугоухость), изменения в функциях нервной системы, а поэтому и заболевания внутренних органов - язвенная болезнь, гипертония, нервные заболевания и др.

Источниками сильных шумов являются преимущественно различные двигатели и механизмы.

В целях предотвращения вредного воздействия шума на организм человека в производственных условиях необходимо:

1. Устранять и ослаблять причины, порождающие шум, используя рациональные технологии, современные оборудование и транспортные средства.

2. Изолировать источники шума. Для этого можно использовать местную звукоизоляцию отдельных узлов агрегата или звукоизолирующие кабины агрегата, организовать дистанционное управление и наблюдение;

устанавливать шумные агрегаты на фундаменты, имеющие амортизационные приспособления; повышать звукоизоляцию дверей и окон и т.п.

3. Облицовывать стены и ограждающие конструкции звукопоглощающими или пористыми материалами.

4. Рационально планировать территории предприятий, цехов, отделов, создающих шум.

5. Систематически наблюдать за здоровьем сотрудников;

осуществлять рациональную организацию труда (например, чередование труда и отдыха); применять средства защиты (например, использовать наушники).

Уменьшение уличного шума - цель замены трамвайного транспорта троллейбусным и автобусным, ограничение пользованием звуковыми сигналами в населенных пунктах и т.д.

Повышенная шумность работы машин и механизмов часто связана с их неисправностями. Поэтому очевидный выход регулярный ремонт и настройка.

Повышенная шумность является также признаком нерациональной конструкции. Точность изготовления деталей, подгонка и динамическое уравновешивание всех движущихся частей приводит к ослаблению шума, и вместе с тем, к увеличению срока службы, качества работы и комфортности.

Говорят, что когда отдел рекламы автомобильной компании Форда предложил новый рекламный лозунг: «Самый громкий звук в салоне этого автомобиля - часы!», босс задумчиво заметил: «Да, с этими часами давно надо что-то делать... ».

Органы слуха человека.

Среди основных органов чувств слух играет важнейшую роль, позволяя человеку владеть звуковыми информационными полями и, сопоставляя их с полями, например, зрительными, болевыми, осязательными, слуховыми, обонятельными, адекватно реагировать на получаемую информацию. К настоящему времени достаточно хорошо изучены процессы транспортировки звуковых колебаний воздушной среды до чувствительных окончаний слуховых волокон нервной системы.

В значительно меньшей степени исследованы процессы преобразования физических колебаний в звуковые образы или ощущения нервной системы. Известно, что здесь акустический сигнал преобразуется в электрический, и в результате сложного взаимодействия через сферу нервной системы создается звуковой образ, адекватный реальному.

Орган слуха, преобразующий колебания воздушной среды в электрические сигналы нервной системы человека, функционально состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха. Они изображены на рисунке 2.

Рис. 2. Строение уха человека

1- ушная раковина наружного уха;

2 - слуховой проход;

3 - барабанная перепонка;

4 - молоточек;

5 - наковаленка;

6 - входной элемент внутреннего уха - мембрана овального окна;

7 - внутреннее ухо;

8 - носоглотка;

9 - каналы вестибулярного аппарата;

10 - костная перепонка;

11 - мембрана круглого окна;

12 - основная мембрана - анализатор акустического сигнала.

У шная раковина ( 1) наружного уха направляет принимаемые акустические колебания в слуховой проход (2). заканчивающийся барабанной перепонкой (3). Ушная раковина, благодаря своей форме, согласовывает процесс перехода звуковой волны из окружающего пространства в ухо. В слуховом проходе как в звуковом резонаторе, настроенном на частоты, близкие к 3 кГц. происходит примерно трехкратное усиление звукового давления, воздействующего на барабанную перепонку (3), Барабанная перепонка образует границу с областью среднего уха и здесь соединена с костно-мышечным рычажным механизмом в виде молоточка (4) и наковаленки (5).

Мышечная ткань ножки наковаленки опирается на входной элемент внутреннего уха - мембрану овального окна (6) внутреннего уха (7).

Рычажная система молоточек-наковаленка исполняет роль трансформатора колебаний барабанной перепонки, повышая звуковое давление на мембране овального окна для наибольшей отдачи энергии из воздушной «камеры» среднего уха. сообщающегося с внешней средой через носоглотку (8), в область внутреннего уха (7).

заполненную практически несжимающейся жидкостью - лимфой.

Весь процесс получения звуковой информации из окружающей среды, ее преобразование по цепи (энергия акустической волны механическая энергия - энергия нервных импульсов) завершается во внутреннем ухе.

Структура внутреннего уха представляет собой сужающуюся к вершине трубку, свернутую в 2,5 витка в виде улитки, к которой примыкают каналы вестибулярного аппарата в виде трех колец (9).

На рис. 2 для пояснения основных механизмов звукопередачи все это показано схематически, и улитка дана в развернутом виде. Мембрана круглого окна ( 11) выполняет вспомогательную функцию согласования внутреннего уха со средним. Весь рассматриваемый слуховой лабиринт ограничен костной перепонкой ( 10).

По всей длине улитки внутреннего уха располагается основная мембрана ( 12) - анализатор акустического сигнала. Она представляет собой узкую ленту из гибких связок, расширяющуюся к вершине улитки. Вдоль основной мембраны проходят слои окончания нервных волокон, т.н. органа Корти, объединенных дальше в жгут, по которому нервные электрические импульсы поступают в нервную систему и далее к слуховым областям мозга.

Действие внутреннего уха принято трактовать так. При колебаниях мембраны овального окна в жидкости внутреннего уха возникают упругие колебания, перемещающиеся вдоль основной мембраны от основания улитки к ее вершине. Структура основной мембраны аналогична системе резонаторов с резонансными частотами, локализованными по длине. Участки мембраны, расположенные у ее основания, резонируют на высокочастотные составляющие звуковых колебаний, средние реагируют на среднечастотные, а участки, расположенные вблизи вершины. - на низкие частоты. Высокочастотные компоненты в лимфе быстро затухают и на удаленные от начала участки мембраны не воздействуют.

Обработка информации и преобразование ее в звуковые образы, либо в простейшем случае в воспринимаемые уровни звука, происходят в слуховой ассоциативной зоне головного мозга. Здесь приходящие по нервным волокнам электрические сигналы сравниваются с хранящимися «эталонами» звуковой информации в блоках нейронной памяти, приобретенные человеком в процессе эволюции и его повседневной деятельности. Благодаря этому новые поступающие сигналы «узнаются».

Таким образом, ассоциативный слуховой участок мозга совместно с другими его частями участвует в процессах запоминания, распознавания, научения и мышления. Эта область называется психофизическим восприятием.

SZ Восприятие звука по частоте.

Воспринимаемый слухом частотный диапазон ограничен.

Человек замечает разницу в частотах сигнала только в том случае, если она превышает воспринимаемую частоту на 4%. Однако, при непосредственном сопоставлении замечаемая разница снижается до 0,3% от воспринимаемой частоты, а по биениям6 - до десятых долей герца.

При медленном изменении частоты синусоидального сигнала на слух обнаруживаются изменения частоты, равные примерно 2% от полуширины частотной полосы. Для частотно модулируемых сигналов минимально ощущаемая разница в 6 раз больше, чем для чистых тонов. Субъективную меру частоты колебаний называют высотой звука. Для восприятия высоты звукового колебания необходимо, чтобы продолжительность его была не менее десятых долей секунды. Субъективная особенность слуха - при одинаковом приросте логарифма частоты возникает ощущение одинакового изменения частоты. Например, удвоение частоты от 50 до 100 Гц вызовет такие же изменения высоты, как удвоение с 2000 до 4000 Гц.

Высоту звука (тона) иногда измеряют в мелах. Принято считать, что высота тона 1000 Гц при уровне звукового давления 40 дБ равна 1000 мел. Связь между высотой звука в мелах и частотой показана на рисунке 3.

6 Биениями называются периодические изменения во времени амплитуды колебаний, возникающие при сложении гармонических колебаний с близкими частотами. Измерение тона биений лежит в основе точных измерений малых разностей двух близких частот, в частности сравнения некоторой измеряемой частоты с эталонной [7].

Z3 [ Частота звука, кГц Рис.З. Связь между высотой звука и его частотой

–  –  –

Значение звукового давления, соответствующее переходу от состояния «слышу» к «не слышу», называется порогом слышимости.

Величина порога слышимости зависит от частоты. В разделе «Основные физические и субъективные характеристики звука и их количественные оценки» приведены количественные значения порога слышимости при частоте 1 кГц. Зависимость порога слышимости от частоты имеет довольно широкие индивидуальные границы в зависимости от условий прослушивания, возраста, квалификации слушателя, предыдущего опыта, в конце концов от состояния здоровья. Минимальный порог слышимости при частоте

–  –  –

слуха, под которым понимают диапазон слышимых частот, соответствует диапазону звукового давления шириной около 130 дБ.

Для слухового восприятия имеет значение не сами интенсивности, а их логарифмы: ухо при слабых интенсивностях обладает большей чувствительностью, чем при сильных. При увеличении интенсивности звука чувствительность восприятия уменьшается, что и позволяет без перегрузки и болевых ощущений охватывать большой диапазон интенсивностей.

Два звука, имеющие одинаковый уровень звукового давления, но разную частоту, ухом будут оценены как разные по величине, т.к.

ухо обладает различной чувствительностью к звуку разных частот.

Поэтому по величине звукового давления без указания, к какой частоте оно относится, нельзя судить о громкости воспринимаемого ухом звука.

Для оценки громкости установлено понятие уровня громкости, измеряемое в фонах (раздел «Основные физические и субъективные характеристики звука и их количественные оценки».

Для чистых тонов для измерения громкости вводят еще одну единицу измерения сон. Сон - это единица громкости, равная громкости тона с уровнем громкости 40 фон. При уровне громкости более 40 фон изменение уровня громкости на 10 фон соответствует двукратному изменению громкости в сонах, т е. изменению громкости звука в 2 раза.

Длительное воздействие на ухо звука большой интенсивности приводит к тому, что чувствительность слуха со временем притупляется. После прекращения звука или снижения его интенсивности чувствительность постепенно восстанавливается, если не произошло необратимых изменений (травмы). Такое приспособление слуха к интенсивности и характеру звука называется адаптацией. Степень адаптации тем больше, чем громче действующий звук. Однако степень адаптации склонна к насыщению.

Многолетнее действие громких звуков вызывает необратимые физиологические изменения в слуховом аппарате.

Чувствительность слуха под влиянием дополнительного мешающего шумового воздействия уменьшается. Уменьшение способности слуха воспринимать один звук в присутствии другого называется маскировкой звука. Наибольший маскирующий эффект наблюдается по отношению к звукам близкой частоты. Звуки, лежащие по частоте ниже маскируемого, практически не маскируются, тогда как звуки, лежащие выше, маскируются сильно.

Высокочастотные звуки средней интенсивности, хотя и неприятны для слушания, слабо маскируют человеческую речь. Пароходный гудок низкого тона практически заглушает все более высокие тона.

Количественно мера маскировки определяется числом децибел, на которое возрастает порог слышимости маскируемого сигнала (тона) в присутствии другого сигнала, по сравнению с порогом слышимости того же тона в тишине.

Создание (генерация) человеком звуков чаще всего связана с речью. В создании звука участвуют легкие, бронхи, глотка, гортань, голосовые связки, рот, носовая полость и зубы. Легкие и бронхи служат аккумуляторами энергии, величина которой зависит от объема выдоха после глубокого вдоха. В среднем это 3000-4000 с м ъ.

Динамика и статика отдельных элементов определяет спектр и характер издаваемых (испускаемых) звуков. Спектры человеческого голоса у мужчин и женщин различны. У женщин преобладают более высокие составляющие. На рисунке 4 представлен средний спектральный состав мужской и женской русской речи. Конечно, пиковые значения амплитуды звуковой волны, издаваемой (пропеваемой) певцами, могут быть значительны. Отдельными особенностями обладают детские голоса. Состав издаваемых человеком звуком меняется с возрастом и зависит от самочувствия.

–  –  –

О физиологическом влиянии шума на человека.

Многочисленные исследования и повседневная деятельность свидетельствуют о том. что шум высокой интенсивности оказывает на человеческий организм вредное влияние: изменяется ритм сердечной деятельности, повышается кровяное давление, ухудшается слух, ускоряется процесс утомления, замедляются физические и психологические реакции. При обследовании рабочих многих шумных производств обнаружены различные расстройства функционального состояния центральной нервной системы, секреторной и моноторной систем, а также пищеварительного и желудочного тракта.

Неприятное воздействие шума в некоторой степени зависит от индивидуального отношения к нему. Например, шум.

производимый самим оператором, беспокоит его меньше, чем более слабый, но раздражающий шум от постороннего источника.

Шумы со сплошными спектрами менее раздражают, чем шумы, содержащие тональные составляющие. Шумы речевого характера раздражают более сильно, чем музыкальные шумы.

Высокочастотные компоненты возбуждают (раздражают) более заметно, чем низкочастотные. К неприятным шумам относятся те, которые изменяются по частоте и интенсивности.

При импульсных и нерегулярных шумах степень их воздействия повышается.

Доказано, что функциональные расстройства нервной системы наступают раньше, чем снижение слуховой чувствительности. Поэтому шумовая болезнь характеризуется комплексом симптомов: снижение слуховой чувствительности, изменение функций пищеварения (понижение кислотности).

г* сердечно-сосудистая недостаточность. нейроэндокринное расстройство.

В таблице 3 приведены рекомендации по допустимым уровням шума Таблица 3 Рекомендации по допустимым уровням шума на рабочих местах, дБ

–  –  –

Наибольшее число жалоб поступает на шум громкоговорящей связи.

Снижение воздействия шума громкоговорящей связи на население, проживающее вблизи станций, достигается увеличением количества точек и, соответственно, снижением мощности и высоты подвески громкоговорителей, установкой световых индикаторов в помещениях станций и служебных помещениях.

В ночное время снижают громкость передаваемых команд и отключают точки, наиболее близко расположенные к жилым зданиям.

Поэтому вводится строгая регламентация порядка пользования громкоговорящей связью. Проводится подбор и обучение дикторов.

В парках станций шум громкоговорителей полностью исключается заменой их индивидуальными телефонными и радиоприемными устройствами.

Шум электрокомпостеров, поломоечных и уборочных машин снижается методами звукоизоляции и звукопоглощения.

Сортировочные станции.

Наиболее шумными объектами на сортировочных станциях являются горки, процесс торможения вагонов на тормозных башмаках или замедлителях, компрессоры и пневматические почты.

Интенсивные шумы возникают в горловинах станций при приеме и отправлении поездов и в станционных парках при переработке вагонов.

В помещениях горочных постов, технических контор и других служебных помещениях, расположенных в парках станций, высокие уровни шума создаются наружными и внутренними источниками. При этом спектры шумов оказываются достаточно широкими.

Высок уровень шумов и в жилых помещениях, окна которых выходят на станцию. При двойном остеклении окон в квартирах, расположенных на расстоянии 50-100 м от горки, уровни звукового давления достигают 56-59 дБ, а на расстоянии 300-350 м - 49-54 дБ.

При строительстве новых жилых комплексов создаются специальные санитарно-защитные зоны, отделяющие жилые комплекса расстоянием 400-500 м от сортировочных горок и 100-150 м от путей движения транзитных и маневровых поездов. Территория санитарных зон заполняется зелеными посадками, заглушающими шум. Часто используются специальные шумопоглощающие экраны.

При этом уровень шумов должен быть снижен до допустимых норм

Грузовые станции.

Грузовые операции выполняются на всех железнодорожных станциях. Интенсивность шума зависит от принятой схемы механизации и видов перерабатываемых грузов. Перспективным является строительство многоэтажных складов с внутренним вводом путей. В таких складских помещениях предусмотрены наружные звукоизолирующие ограждения. Такие склады имеют ряд технических преимуществ, а также экономически выгодны.

Рабочие на грузовых станциях пользуются также средствами индивидуальной защиты от шума.

Измерительная аппаратура и звукоизоляция8 [11-15].

Одним из видов оборудования, входящего в состав всех измерительных приборов и предназначенного для измерения и анализа шума, является микрофон.

Современные микрофоны имеют широкий динамический диапазон. хорошую амплитудно-частотную характеристику (требования определяются целевым применением микрофона), большой ресурс устойчивой работы (время до поломки), большой объем технической информации, которая может быть непосредственно получена с его помощью.

При низких и средних частотах чувствительность практически всех конструкций микрофонов не зависит от ориентации микрофона в звуковом поле. При этом искажения звукового поля, обусловленные физическим присутствием микрофона пренебрежимо малы. Микрофон измеряет звуковое давление «свободного поля», т.е.

колебания акустического давления, которые имеются при отсутствии микрофона.

При высоких частотах, когда размеры микрофона с учетом устройства, на котором он смонтирован, становятся сопоставимыми с 8 [11] Янг С.. Эллисон А. Измерение шума машин/М: Энергоиздат, 1998.

[12] Шум на транспорте/ Пер. с англ. Под ред. В.В.Тольского, Г.В.Бутакова, Б.Н.Меньшикова/М. Транспорт, 1995.

[13] Контроль шума в промышленности/Пер. с англ./Л. Судостроение, 1961.

[14] Борьба с шумом на производстве. Справочник/Под ред.

Е Я.Юдина М.: машиностроение, 1985.

[15] Каралюнет А.В., Корочков В В. Методы и средства снижения шума на производстве/М. :Изд-во МЭИ. 1992 3* длиной звуковой волны, заметной становится дифракция, и звуковое поле подвергается возмущению, связанному с наличием в нем микрофона. Фактическое давление на диафрагму отличается от собственно давления свободного поля. Эта разница зависит от угла падения звуковой волны на поверхность диафрагмы. На рисунке 5 показана зависимость приращения звукового давления из-за дифракции от угла падения звука на диафрагму микрофона.

Принцип работы любого микрофона основан на возбуждении механических колебаний в приемном элементе (чаще всего это слой порошка или тонкая чувствительная мембрана), в котором возбуждаются колебания под действием падающей на него внешней звуковой волны. Далее в конструкцию микрофона входит устройство, преобразующее механическую энергию колебаний в электрическую (для записи информации) или усилитель (при непосредственном восприятии звука). Сигнал с микрофона передается на регистрирующую аппаратуру.

–  –  –

свойством микрофонов является то. что с уменьшением размера микрофона возрастает измеряемый частотный диапазон, но падает его чувствительность. Современные микрофоны позволяют измерять шумы до минимального уровня порядка 10 дБ.

Помехой для работы микрофона является повышенная влажность. Она сказывается на работе собственно воздушного конденсатора, являющегося конструктивной составляющей микрофона. Внутренняя полость микрофона должна сообщаться с атмосферой для того, чтобы реагировать на изменения статического давления. Следовательно, при проникании внутрь микрофона влажного воздуха может произойти конденсация влаги в пространстве между диафрагмой и электродами. Можно удалять влагу сушкой, но при этом, если во влажном воздухе содержались примеси каких-то веществ, то при сушке они могут отложиться на внутренних поверхностях. В аппаратуре, предназначенной для работы на открытом воздухе всегда предусматривается система осушения полости микрофона.

–  –  –

Под звукоизоляцией понимают сумму мероприятий по снижению уровня шума на рабочем месте.

Основные направления мероприятий по снижению уровня шума сводятся к следующим:

1. Использование звукоизолирующих конструкций.

2. Создание машин (в самом общем смысле), уровень громкости которых при работе не превышает допустимого санитарными нормами.

3. Удаление рабочего места оператора от источника звука.

4. Использование средств индивидуальной защиты.

5. Роботизация производств.

9 [16] Охрана труда на железнодорожном транспорте Под. Ред. Сибарова Ю.Г./М.:Транспорт, 1981. 288 с.

[17] Бобин Е В. Борьба с шумом и вибрацией на железнодорожном транспорте/М. Транспорт, 1973. 304 с.

[18] Заборов В.И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций/М. :Стройиздат, 1969. 186 с.

[19] Осипов Г. Л. Защита зданий от шума/М.: Стройиздат, 1972. 214 с.

[20] Алексеев С.П., Казаков А.М., Колотилов Н.Н. Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении/М. Машиностроение, 1970. - 208 с.

[21] Снижение шума и вибрации путевых машин Серия «Транспортное машиностроение»/М.: Сб. статей, 1970. - Вып.5. - 86 с.

[22]Чуднов В.И. В поисках тишины/М :Московский рабочий 1971 128 с $9

6. Медицинские мероприятия.

–  –  –

Наряду с шумами вредное воздействие на организм человека оказывают вибрации. Вибрации - сложный колебательный процесс Чаще всего под вибрациями понимают нежелательные колебания, также как под акустическим шумом понимают нежелательные звуки.

Вибрации вызываются периодическими (период может меняться во время работы механизма) смещениями центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, обусловленными неуравновешенными силовыми воздействиями.

Основные количественные характеристики вибрации как и любых колебательных систем: амплитуда смещения, скорость колебаний, ускорение колебаний, частота.

Человек начинает ощущать вибрацию при скорости М М колебании около 10 —. а при скорости 1 — возникают болевые с с 1 [23] Нормы ИСО по вибрации.

[24] Госстандарт СССР о воздействии вибраций. ГОСТ 12.1.012-78.

[25] Блехман И И. Синхронизация в природе и технике/М. :Наука, 1985.

[26] Бузанов С.П., Харламов В.Ф. Охрана труда на железнодорожном транспорте. М,:Транспорт, 1985. - 239 с.

[27] Чарноцкая Л.П. Желеная дорога от А до Я. М.: Транспорт.

1990.- 2 0 8 с.

[28] Гигиена и физиология труда на железнодорожном трснапорте/А.А.Прохоров. И.С.Кандор, Б.Б.Елизаров и др. Под ред.

А А.Прохорова М.Транспорт. 1973 264 с.

ощущения. При частоте больше 20 Гц вибрация сопровождается акустическим шумом.

Представляет интерес по его влиянию на физиологию человека частотный спектр колебаний (множество значений амплитуд колебаний разных частот). Спектр фаз (множество значений начальных фаз колебаний разных частот) в вопросах охраны труда обычно не обсуждается в силу того, что влияние этого фактора несущественно.

Физиологические и психологические исследования показали, что органы чувств человека устроены так, что во многих случаях он способен оценивать по ощущениям не абсолютные, а лишь относительные изменения воздействующих факторов внешней среды (см. раздел «Шумы»), (Подобным физиологическим свойством обладают кошки и собаки - зрение их устроено так, что они хорошо видят только движущиеся предметы, а если предмет неподвижен, то и изображение его на сетчатке глаза размыто). Выберем в качестве некоторой количественной меры ощущения, а точнее, меры изменения ощущения, величину L x. Эта величина пропорциональна относительному изменению воздействующей величины (раздражению). Коэффициент пропорциональности зависит от выбранных единиц измерения и вида физического фактора, интенсивность воздействия которого обозначим I.

Пусть S 0 = О - порог ощущения, которому соответствует пороговое раздражение / 0 (по аналогии с описанием шумов).

Тогда окончательная запись выглядит так:

S = k ' lg — (закон Вебера-Фехнера).

В акустике подобную величину (аналог I) мы вводили для измерения величины звукового давления и принимали к' за 1 или 10, тогда звуковое давление (уровень звука) измерялся в белах (Б) или децибелах (дБ).

Пороговое значение / 0 зависит от частоты и вида воздействия. Для различных физических величин международным соглашением установлены единые пороговые (опорные) значения

–  –  –

1 Символом обозначены средние квадратичные значения соответствующих величин.

*3 Введение измерения уровня возбуждения (воздействия) в децибелах вполне оправдано: удобно оперировать со значениями логарифмов, а не с другими часто большими числами; сохраняется одинаковая относительная точность измерений, независимо от абсолютных значений измеряемой величины; логарифм является аддитивной функцией (если складываются несколько составляющих колебаний, то их общий уровень определяется через уровни самих составляющих).

В практике охраны труда вибрации обычно измеряют и нормируют в единицах октавных полос частот. Октавная полоса обозначается среднегеометрической частотой: f cp = yjfl ] / Г2 Октавные полосы стандартизованы международным соглашением.

Среднегеометрические частоты октавных полос образуют следующий ряд:

1 2 4 8 16 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 Гц.

Спектром вибраций называют зависимость уровней в дБ скорости колебаний (или ускорения колебаний) в октавных полосах частот от средних значений частот этих полос. Спектры можно представить в виде графика или в табличной форме. При записи интенсивности параметра колебаний (вибраций) обязательно указывается тип вибраций (продольные, вертикальные или поперечные) и частотная полоса.

Для измерения вибраций есть специальные приборы виброметры (или измерители вибраций). Порядок измерений вибраций и требования к самим измерительным приборам устанавливается государственным стандартом.

Наглядным примером условий измерения уровня вибраций могут служить измерения в кабинах локомотивов и поездных составах в соответствии с госстандратом:

• Прибор должен быть расположен на сиденье машиниста или его помощника при нагрузке на сиденье 60 кг, а также на полу у сидений.

• В пассажирских вагонах прибор располагается на сиденьях, в купе над шкворнем тележки в обоих концах вагона, а также в его середине.

• В грузовых вагонах прибор располагается на полу и на сиденье кондуктора.

• Подвижной состав во время проведения измерений должен иметь полное служебное оснащение и отвечать паспортным техническим характеристикам и требованиям.

• Скорость движения во время измерений устанавливают равной 2/3 от конструкционной.

• Для проведения испытаний выбирают участок пути в хорошем техническом состоянии. Он должен иметь щебеночный балласт, рельсы длиной не менее 25 м и массой не менее 50 кг/м.

деревянные или железобетонные шпалы в количестве не менее 1840 штук на 1 км пути. На участке не должно быть стрелок, значительных подъемов или уклонов (более 12%). кривых, радиус которых менее 1000 м.

По способу передачи человеку вибрация подразделяется на:

передающуюся через опорные поверхности общую, механизма на тело (иногда ее называют тряской) и локальную, передающуюся через отдельные части тела человека, соприкасающиеся с источниками вибрации. На рисунке 7 показаны основные направления распространения вибраций в организме человека Вибрация как вид механических колебаний может оказывать воздействие на человека не только при непосредственном контакте с машинами, механизмами, транспортными средствами, но и при Vf' нахождении близко к источнику колебаний в зоне распространения им колебаний.

Физиологическое воздействие вибрации проявляется в общей усталости, утомлением зрения из-за наблюдения за дрожащими предметами или при «дрожащем» освещении. При длительном воздействии сильных вибраций возможно возникновение профессиональных заболеваний.

–  –  –

Рис.7. Основные направления распространения вибраций в организме человека.

Общая и локальная вибрации.

Общая вибрация оказывает неблагоприятное воздействие на центральную нервную систему и сердечно-сосудистую систему. У человека возникают головные боли, ухудшается внимание, память.

Особую опасность представляют вибрации, частота колебаний которых совпадает с частотами колебаний организма человека. При этом возможно наступление резонанса. Весь организм, в частности желудок и органы брюшной полости резонируют при частотах 5-8 Гц.

Резонансные частоты головы 17-25 Гц. Для нервной системы опасна частота 250 Гц.

Локальная вибрация вызывает спазм сосудов, начинающийся с концевых фаланг пальцев, а далее распространяющийся на кисть и предплечье. В результате снижается кровоснабжение верхних конечностей, снижается чувствительность кожи, возникают боли в суставах, происходит отложение солей (это длительный процесс), а в дальнейшем - деформация суставов и уменьшение их подвижности.

Локальные вибрации приводят к нарушениям в деятельности нервной системы. В последнее время врачи часто говорят о вибрационной болезни, включающей целый комплекс последствий длительного воздействия вибраций на организм, формирующийся индивидуально у каждого человека.

Мероприятия для борьбы с вибрацией.

Общие направления:

1. Рациональное конструирование и расчет сооружений и механизмов, направленные на устранение резонансных явлений и на создание условий, неблагоприятных для самовозбуждения колебаний.

2. Применение специальных материалов, создание форм, правильная технология обработки.

3. Правильная эксплуатация в установленных режимах и своевременный ремонт.

4. Создание виброизолирующих и виброгасящих конструкций у источника вибраций и у защищаемого объекта.

На практике для борьбы с вибрацией применяются:

1. Гасители колебаний, рассеивающие энергию (демпферы) жидкостные, воздушные, электромагнитные, фрикционные.

2. Амортизаторы с упругими элементами, которые вместе с нагружаемой массой амортизируемого объекта образуют колебательную систему, являющуюся колебательным фильтром, снижающим уровень (интенсивность) колебательного движения12.

3. Динамические гасители (антивибраторы), представляющие собой механическую колебательную систему, монтируемую на защищаемом объекте и настраивающуюся в резонанс с частотой вибрации. При правильном расчете колебания гасителя создают переменную силу, частота которой равна частоте возбуждающей вибрации силе, но противоположна ей на направлению.

Динамические антивибраторы применяются также для гашения крутильных колебаний вращающихся систем, например, коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

Во всех технически развитых странах вибрационная болезнь стоит на одном из первых мест по распространенности и по тяжести среди других профессиональных заболеваний. В нашей стране разработана и широко применяется система мероприятий по вибрационной защите. Мероприятия регламентированы ГОСТ 12.4.046-78. В ГОСТ включены нормы уровней вибраций, 1 В автомобилях подобными системами являются стальные амортизаторы. В обуви - стельки и прокладки из упругих материалов.

Современные виброзащитные системы оснащены устройствами с пневматическими, гидравлическими или электромагнитными приводами и управляются с помощью компьютера, имея обратную связь перечислены технические мероприятия по снижению вибраций, оговорено применение лечебно-профилактических мероприятий, научно обоснованных режимов труда и отдыха для рабочих виброопасных профессий; перечислены средства индивидуальной защиты.

Человек как вибромеханическая (колебательная) система13 [29-33].

В последние годы появилась область исследований, которая называется вибрационная механика (вибромеханика) Основная задача - построение математической модели человек-оператор в условиях вибрационных воздействий. Сложность построения и разработка на ее основе методов виброзащиты состоит в том. что набор собственных колебательных частот человека зависит от массы его органов, которые меняются с возрастом и в процессе жизнедеятельности, а также от чисто субъективных факторов, таких как состояние здоровья в целом, эмоционального состояния человека, степени напряженности (тяжести) его работы, степени утомленности и проч.

Работоспособная модель человека (для изучения действия шумов и вибраций на человека) - это механическая колебательная модель. На вопрос о том, что надо включить в рассмотрение при 1 [29] Диментберг Ф.М., Фролов К.В. Вибрация в технике и человек/М. :3нание, 1987.

[30] Фролов К.В. Вибрация - друг или враг?/М.:Наука, 1984.

[31] Магнус М. Колебания/М.:Мир,1982.

[32] Горелик Г.С. Колебания и волны/Jl.:госуд. Изд-во техникотеорет. лит-ры, 1980.

[33] Усманский А. Приручение резонанса//Наука и жизнь. 1985. создании модели, можно ответить только экспериментально: если рассматривать млекопитающее в течение нескольких минут, то в модель можно включить только систему дыхания и работу сердца, поскольку все остальные органы практически неизменны. При изучении объекта в течение более длительного времени надо усложнять модель, включая в нее все новые параметры.

Влияние механической энергии, вибрации, звука обусловлено в первую очередь смещением тканей. А смещение тканей происходит в результате вытеснения или сжатия воздуха на каком-либо участке тела. Поэтому при действии низких частот смещение тканей происходит в направлении сжатия воздуха. В первую очередь начинаются колебания брюшной массы. Она движется внутри брюшной полости и грудной клетки, сжимая воздух в легких.

Поскольку сопротивления (механические), массы, упругие характеристики различных органов известны, можно предсказать реакцию человеческого тела при различных вибрационных возбуждениях, т е. создать механическую колебательную модель.

Простая модель человека как колебательной системы моделей изображена на рисунке 8.

Одна из важных современных задач изучения человека определение собственных колебательных характеристик тела человека и отдельных органов.

Если отвлечься от анализа биологических процессов, то человека можно представить в виде сложной динамической структуры с изменяющимися во времени параметрами. Динамическая структура меняется в зависимости от позы человека, его состояния расслабленности или напряженности - и многих других факторов.

Однако независимо от этого, удается выделить частоты, которые вызывают резкое увеличение амплитуды колебания как тела в целом, так и отдельных органов (резонанс). Из курса физики известно, что в механических колебательных системах резонанс наблюдается при

–  –  –

При вибрации с частотой ниже 2 Гц, действующей на человека вдоль позвоночника, тело движется как единое целое.

Частота в 5 Гц вызывает максимальную динамическую реакцию, всего тела. Основные резонансные частоты мало зависят от индивидуальных особенностей человека.

Какой бы вибрации не подвергалось тело человека, основной системой, реагирующей на это возбуждение, будут внутренние Л органы, в первую очередь органы брюшной полости, вибрирующие в одной фазе-. Это объясняется низкой плотностью диафрагмы, наполнением легких воздухом и подвижностью брюшной стенки.

Периодические смещения внутренних органов, вызывающие неприятные ощущения, имеют резонанс на частоте 3-3,5 Гц.

Частотный диапазон от 4 до 8 Гц ограничивает устойчивость человека к вибрациям именно из-за смещения внутренних органов.

Если вибрация действует в горизонтальной плоскости по оси, перпендикулярной позвоночнику, то резонансная частота тела (около 1,5 Гц) обусловлена сгибанием позвоночника и жесткостью тазобедренных суставов.

Область резонансных частот для головы сидящего человека располагается между 20 и 30 Гц. В этом диапазоне амплитуда виброускорения головы может втрое превышать амплитуду' ускорения колебаний плеч.

В разделе современной медицины, возникшем в последние десятилетия в силу практической потребности - имеется в виду космическая медицина - влияние вибрации изучается при одновременном воздействии двигательных нагрузок и перегрузок в невесомости, возникающих при полете космического корабля. В условиях, характерных для космического полета, биодинамическая реакция тела на вибрацию меняется. Так, при ускорениях до 4g, стимулирующих и уплотняющих тело, диапазон резонансных частот сдвигается в сторону их увеличения.

Для нас, конечно, прежде всего, интересно изучение вибрации в земных условиях. Изучение низкочастотных колебаний тела человека при горизонтальной, продольной и боковой вибрации позволяет создать надежные и более совершенные системы виброзащиты транспортных средств. На современных транспортных и сельскохозяйственных машинах ускорение горизонтальных вибраций достигает 0,4g, боковых - 0,3g в диапазоне частот 0-15 Гц.

В этих условиях колебания головы более чем вдвое, превышают колебания сиденья, причем вибрация транспортных средств в направлении горизонтальной плоскости оказалась значительно опаснее, чем вибрация, действующая в направлении вертикальной оси. Сегодня созданы специальные сиденья для водителей, учитывающие особенности строения тела человека.

Сами виброзащитные системы также усложнились: сначала это были простые резиновые или резино-металлические амортизаторы, а теперь появились устройства с пневматическими, гидравлическими или электромагнитными приводами, обеспечивающими автоматическую регулировку. В силу сложности подобных систем, регулировка осуществляется с помощью ЭВМ и в очень широком диапазоне частот.

Виброзащита - сложная проблема биомеханики. Пока нельзя утверждать, что она решена, и все изучено. Физиологические и психологические эффекты вибрационных воздействий на человека продолжают изучать.

Важным критерием воздействий является установление предела безопасности (допустимый предел) вибрационного воздействия на человека. И здесь сложности связаны не с количественным определением характеристик колебаний (вибраций), воздействующих на человека, а с определением критерия этого предела. Одни ученые учитывают появление физических недомоганий, другие - отрицательное отношение к вибрации по трудно определяемым количественно показателям (психическое воздействие), третьи предлагают рассматривать вибрации как препятствие для специфических видов деятельности. Создание комплексного критерия - также весьма сложная задача. С другой стороны, такой критерий необходим, поскольку снижение уровня вибраций до нуля невозможно, да и не нужно, ведь человек всегда жил в мире вибраций, и они для него привычны.

Я И в нашей стране и за рубежом интенсивно проводятся исследования по выявлению границы между нормальным и патологическим состоянием организма человека и его работоспособности, в частности, при воздействии вибраций. В результате этих исследований разработаны санитарные нормы и правила, регламентирующие предельно допустимые уровни вибрации, а также необходимые меры по снижению вибрации и лечебно-профилактические мероприятия. Например, санитарные правила предусматривают ограничение времени контакта с виброопасным оборудованием. В тех случаях, когда параметры вибрации не превышают допустимых величин, суммарное время контакта человека с вибрирующими поверхностями не должно превышать — длительности рабочей смены. Международной организацией стандартизации (ИСО) были разработаны и рекомендованы нормы на допустимые уровни вибрации, воздействующие на человека, учитывающие продолжительность их воздействия в течение рабочего дня. [16] В СССР был принят первый в мире национальный стандарт, устанавливающий пределы вибрации на рабочих местах.

Использование вибрации для лечения человека14 [30, 31, 36-40].

Давно подмечено медициной, что различные дозы лекарственных средств действуют на человека по-разному: малые дозы приводят к лечебному эффекту, большие - к отравлению. То же относится и к другим факторам, воздействующим на человека в природных условиях и его практической деятельности. К таким факторам относятся шумы и вибрации.

Сама идея воздействия на живой организм (в частности на человека) различного рода физических факторов с целью терапии существует давно. Недаром со времени становления естественных наук крупнейшие ученые были одновременно и медиками и физиками и химиками и философами и т.д.. обладая энциклопедичностью знаний и используя их комплексно15.

1 [30] Диментберг Ф.М., Фролов К.В. Вибрация в технике и человек/М: Знание, 1987.

[31] Фролов К.В. Вибрация - друг или враг?/М.:Наука, 1984.

[36] Магнус М. Колебания/М.:Мир, 1982.

[37] Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний/М. :Наука, 1972.

[38] Алешин Н.Г. Вибрационный гидромассаж/Врачебное дело, 1986.

[39] Креймер А.Я. Вибрация как лечебный фактор/Томск, Томский университет, 1989.

[40] Петров А.М., Фишман Б.Е. Бытовые машины и приборы/М,:Легкая индустрия, 1983.

1 Галилео Галилей (1564-1642) - выдающийся итальянский мыслитель, физик, астроном, математик, медик;

& Еще 200 лет назад ученые искали средства борьбы с «механической неподвижностью», которую сегодня называют гипокинезией. И в те времена медики уже использовали вибрацию для лечения этой болезни. Например аббат Сен Пьер в 1743 г.

сконструировал кресло для домоседов. страдающих от малоподвижного образа жизни, рисунок 9. С помощью специальных механизмов кресло приводили в состояние вибрации. Вибрация вызывала напряжение расслабленных до того мышц, повышала мышечный тонус, улучшала циркуляцию крови и, в конечном счете, приводила к улучшению самочувствия. По свидетельству историков Вольтер пользовался таким креслом и высоко отзывался о пользе массажа с помощью вибрации. Сегодня, конечно, более усовершенствованные модели прочно вошли в медицинскую практику и выпускаются промышленностью многих стран для использования как в медицинских учреждениях, так и для дома или офиса.

–  –  –

популяризатор идей Коперника.

Гальвани Луиджи (1737-1798) - итальянский естествоиспытатель, физик.

Рене Декарт (1596-1650) - французский философ, математик.

Дальтон Джон (1766-1844) - английский натурфилософ, математик, физик.

Пуассон Симеон (1781-1840) - французский механик, естествоиспытатель, математик.

6Ъ В России впервые приступил к систематическим исследованиям значения вибрационного массажа профессор Военно­ медицинской академии А.Е.Щербак, (исследования начала XX века).

Ученому удалось доказать, что умеренная вибрация улучшает питание тканей и ускоряет заживление ран. Однако методы исследований были несовершенны, подход к лечению - чисто эмпирический и поэтому появление в литературе сообщений об отрицательных действиях вибрации на организм человека привели к тому, что сначала вибрация, провозглашенная было панацеей от всех бед, потом была забыта на полвека.

В настоящее время медицина пришла к выводу о том, что правильно дозированные вибрации определенных частот не только не вредны, но, напротив, увеличивают активность жизненно важных процессов в организме.

Примеры полезного воздействия вибрации на человека или ее использования:

1. Анестезия. Кратковременное действие вибрации приводит не только снижению чувствительности кожных участков, но и снижению болевой чувствительности.

2. Обратный эффект. Можно вызвать возбуждение деятельности онемелых участков тела. Этот эффект часто используется в спорте для восстановления работоспособности конечностей.

3. Вибромассаж хорошо снимает мышечную усталость.

Мышечная работоспособность не успевает восстановиться после тренировки в течение 5 минут. Если же использовать вибромассаж, то работоспособность не только восстанавливается, но даже увеличивается. Сейчас вибромассаж широко используют для восстановления мышечного тонуса у спортсменов и космонавтов и для преодоления последствий длительного пребывания в невесомости В лаборатории вибротехники Каунасского политехнического института создана специальная виброплатформа, снимающая усталость после утомительного рабочего дня. Достаточно постоять на ней 4 минуты и кровяное давление приходит в норму.

4. Вибротерапия показана при бронхиальной астме.

Положительный эффект был обнаружен у всех больных и сохранялся в течение года.

5. Приборы для ультразвуковых исследований (медицинская диагностика УЗИ).

6. Вибротерапия успешно применяется при лечении сердечно­ сосудистых заболеваний, глазных болезней, бессоницы и даже в стоматологии.

7. Ощущения вибрации - один из методов общения глухонемых с внешним миром. Слуховые аппараты для плохослышащих.

8. Вибрационный способ передачи информации. Для приема и анализа информации теперь недостаточно зрения и слуха человекаоператора, тем более что человек-оператор в силу того, что он должен пользоваться показаниями приборов, оказался включенным в систему «человек-машина», что потребовало новых способов передачи информации. Возможность использования вибраций для передачи информации описывал еще Н.Винер, основоположник кибернетики. Возможность ощущать кожей разные степени вибрации (разные по частоте и интенсивности) используют при создании манипуляторов и протезов. Самый простой пример - сотовые телефоны. При необходимости отключения звукового сигнала (театр, встреча и т.п.). можно включить вибрационный сигнал. Телефон лежит в кармане и этот сигнал отлично принимается владельцем (абонентом), но не мешает окружающим. При этом в случае сложной операторской работы датчики, принимающие вибросигнал, могут & быть расположены не только на ладонях, но по всему телу оператора.

Вибродатчики используют слепые для ориентации в пространстве.

9. Медицинские, косметические и вибрационные устройства.

Наиболее распространенным прибором являются вибростолы, платформы, кровати, кресла и т.д. На некоторых из них вибрации подвергается все тело человека, на других только корпус, руки или ноги, при этом на другие части тела вибрация не передается. В качестве вибрационного привода используют механические (кривошипные и кулачковые механизмы, центробежные), гидравлические. пневматические, электромагнитные и электродинамические. Иногда человек, подвергающихся воздействию искусственной вибрации, сам приводит в действие механизм, например, вращая педали «велосипеда». Как правило в вибростолах предусмотрена возможность ступенчатого изменения амплитуды вибраций.

Из средств локального действия вибрации преимущественное распространение получили вибрационные массажные устройства.

Существует значительное число вибрационных массажных устройств с вибрационными приводами различных типов. В некоторых из них предусмотрено регулирование амплитуды и частоты вибрации в более или менее широком диапазоне. Имеются узкоспециализированные вибрационные устройства с соответствующими наконечниками для массажа десен и других участков тела.

Самым распространенным недостатком вибрационных устройств является ненормированная сила прижатия наконечника к массируемой поверхности, вследствие чего интенсивность сообщаемой массируемому участку тела вибрации может колебаться в значительных пределах. В некоторых устройствах недостаточна виброизоляция рукояти, что отрицательно влияет на массажиста, работающего длительное время.

& Известны устройства для водных вибропроцедур. Самое известное - душ Шарко.

Существуют вибрационные хирургические инструменты зубоврачебный бор, работающий в верхней части звукового диапазона частот. Инструменты для сверления и разрезания костей.

Из всех вибрационных устройств косметического и бытового назначения самое широкое распространение получили электробритвы с возвратно-поступательным движением ножей. Вибрационные машинки для стрижки волос по принципу действия похожи на вибрационные электробритвы с гребенчатыми ножами. Для избежания передачи вибрации на руку парикмахера используют более длинные рукоятки и динамические виброгасители. На вибрационном принципе работает депилятор.

Вибротерапия еще не имеет прочного теоретического фундамента, но у нее большое будущее.

10. Бытовые вибрационные устройства.

Вибрационные стиральные машины. Как правило они бывают двух типов. В машинке первого типа есть один электромагнитный вибровозбудитель, подобный тому, что используют для водного массажа. Белье в неуплотненном состоянии помещают в бак или ведро и заливают подогретым раствором моющего средства в воде.

Под уровнем воды помещают виброизлучатель, который вызывает волновое движение раствора. Такое устройство выполняет только стирку. Другой тип стиральных машин (преимущественно автоматические) имеют мешалку, которая в процессе стирки на вращается, а совершает угловые вибрации с частотой примерно 1 Гц.

Виброполотеры и вибропылесосы. Режим работы - круговые вибрации в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Равномерный и медленный износ щеток, гораздо лучшее качество уборки - их основные преимущества.

& Приложения.

Эффект Доплера.

Опыты показывают, что измеряемая наблюдателем частота звуковых волн совпадает с частотой колебаний источника волн только в условиях, когда наблюдатель и источник либо неподвижны относительно упругой среды, в которой волны распространяются, либо движутся относительно нее с одинаковой скоростью. Во всех других случаях частоты испускаемых источником и принимаемых приемником волн разные.

Вы могли наблюдать (слышать) это сами:

при приближении поезда и при удалении поезда, подающего звуковой сигнал, частоты слышимого звука различны. При приближении поезда частота кажется более высокой, а при удалении

- более низкой, чем тон сигнала того же поезда, стоящего на станции или в тот момент проходящего мимо Вас.

Это явление впервые было теоретически обосновано австрийским физиком К. Доплером (1842 г.) и называется эффект Доплера.

Пусть источник звука и наблюдатель (приемник) движутся навстречу друг другу со скоростями Vt и V2. От источника идет волна разрежений и сжатий. Фронт плоской волны распространяется со скоростью V. Если источник неодвижен относительно среды и в некоторый момент времени /0 = 0 вблизи источника находится сгущение, то к моменту времени tl = Т0 (Т 0 - период гармонических колебаний источника звука) это сгущение переместится на расстояние VT 0, а вблизи источника образуется новое сгущение.

Расстояние V T 0 между сгущениями равно длине распространяемой волны X 0.

Иной результат мы получим, если источник движется навстречу приемнику. За время Т0 сам источник перемещается на расстояние V\ Гч. Следовательно, расстояние вдоль прямой между двумя соседними сгущениями, т.е.

длина волны и, соответственно, частота V,, регистрируемые неподвижным наблюдателем окажутся равными:

–  –  –

Ударная волна16 [1, 42].

Слышимые звуки в воздухе определяются малыми колебаниями давления среды. Это пример распространения слабых возмущений. Однако при взрывах, детонации, сверхзвуковых движениях тел в упругих средах, при мощных электрических разрядах, при резком торможении движущейся в трубопроводе жидкости и т.п. возникают ударные волны - сильные возмущения, 1 [1] Физическая энциклопедия. Под ред. А.М.Прохорова. Изд-во «Большая Российская энциклопедия», Москва, 1998. - Т.5. - С.479Р.Фейнман, Р.Лйтон, М. Сэндс. «Фейнмановские лекции по физике», М, Мир, 1976, Т.4.-С.454-464.

связанные с разрывом непрерывности скорости течения, давления, плотности, распространяющиеся по веществу.

Простейший пример образования ударной волны - пример сжатия газа в трубе с поршнем. При равноускоренном движении поршня в трубе, ранее неподвижного, перед поршнем начинает распространяться волна сжатия. Интенсивность волны вблизи поршня тем больше, чем больше его ускорение. Скорость распространения волны перед поршнем больше, чем скорость самого поршня. Волна как бы отрывается от поверхности поршня, где она началась и распространяется далее самостоятельно. Если поршень движется с ускорением, то скорость его движения растет и поэтому каждая последующая волна движется быстрее предыдущей. С течением времени крутизна фронта ударной волны нарастает, т.к.

последующие волны догоняют её. усиливают и в итоге приводят к разрыву непрерывности всех гидродинамических величин, т е. к образованию собственно самой ударной волны. Воздействие сильной результирующей волны на невозмущенный газ подобно удару, вызывающему быстрое повышение давления газа. С этим связано название данного явления.

Существуют прямые ударные волны и косые ударные волны.

возникающие при сверхзвуковом движении тел. Геометрия фронта ударной волны зависит от формы поверхности движущегося тела. Не прямые волны распространяются перед движущимся снарядом, спускаемым космическим аппаратом, самолетом, движущимся со сверхзвуковой скоростью.

При увеличении интенсивности ударной волны возрастает роль электромагнитного излучения в формировании ее структуры Если за ударной волной газ имеет значительную температуру (порядка 104К), то происходит ионизация атомов газа электронным ударом. Развивается электронная лавина. За счет процессов рекомбинации волна испускает свечение, по интенсивности (яркости) которого можно судить о температуре газа.

График Р' зависимости плотности газа перед поршнем в _Jn последовательные моменты времени после начала равноускоренного р движения поршня. Vп w скорость поршня в данный момент времени. VyB Vп скорость ударной волны,

---- большая, чем скорость поршня.

Рис. 10. Образование фронта ударной волны.

Рис..11. Ударная волна в газе, вызванная снарядом, движущимся со сверхзвуковой скоростью.

Различают магнитогидродинамические, бесстолкновительные ударные волны, а также ударные волны в газовзвесях и в конденсированных средах.

Ударные волны используют в наукоемких технологических процессах упрочения машиностроительных деталей, для резки и сварки металлов, для прессования порошков. Исследования ударных волн имеют большое значение для решения вопросов, связанных с защитой сверхзвуковых летательных аппаратов от радиационного перегрева. Ударные волны могут быть использованы для создания мощных импульсных источников электромагнитного излучения.

Ультразвук17 [1].

Ультразвуком называют упругие волны с частотами в диапазоне Ю4 -И О9 Гц. Волны с частотами 109 -н10'“ —10]3Гц принято называть гиперзвуком. В технике ультразвук разделяют по частоте на 3 диапазона: низкие частоты (1,5ТО4 - 1 0 5Гц). средние частоты (105 - 1 0 7Гц), высокие частоты (1 0 7 - 1 0 9Гц). Каждый из этих диапазонов характеризуется своими особенностями генерации, приема, распространения и применения ультразвука.

По физической природе ультразвук - те же упругие волны, поэтому частотная граница между ультразвуком и слышимыми волнами условна.

Поскольку длина ультразвуковой волны мала, то характер распространения волны в среде определяется молекулярной структурой среды. Т.о. измеряя скорость и коэффициент затухания, можно судить о молекулярных свойствах вещества (этими вопросами подробнее занимается молекулярная акустика).

1 [1] Физическая энциклопедия. Под ред. А.М.Прохорова. Изд-во «Большая Российская энциклопедия». Москва, 1998. - Т.5. - С.479gf При распространении ультразвука в многоатомных газах и жидкостях в средах существуют области дисперсии, в которых происходит сильное поглощение звука. В газах ультразвук распространяется с большим затуханием, тогда как твердые тела и жидкости являются хорошими проводниками звука.

Еще одна особенность ультразвука - возможность получения волн большой интенсивности при сравнительно небольших амплитудах колебаний, т.к. при данной амплитуде плотность потока энергии пропорциональна квадрату' частоты.

Распространение ультразвука в жидкостях сопровождается рядом нелинейных явлений: в среде возникает акустическое течение, наблюдается акустическая кавитация.

Генерация ультразвука возможно при помощи механических и электромеханических устройств. Механическими устройствами для создания ультразвука являются воздушные и жидкостные свистки и сирены. Хотя они просты в эксплуатации, но создают широкий спектр излучаемых частот, а излучаемые волны нестабильны по частоте и амплитуде. Поэтому их нельзя использовать в контрольно­ измерительной аппаратуре. Чаще всего они используются как средства сигнализации. Среди электромеханических излучателей наиболее широкое применение нашли магнитрострикционные преобразователи, преобразующие электрические колебания в механические. Для излучения средних и высоких частот используются пьезоэлектрические преобразователи. Для увеличения амплитуды используются резонаторы. Вследствие обратимости магнитострикционного и пьезоэлектрического эффектов эти же преобразователи используются как приемники ультразвука.

Ультразвуковые методы исследования используются в физике твердого тела и в физике полупроводников (акустоэлектроника).

Разрабатываются приборы для обработки сигналов в микрорадиоэлектронике. Разработаны ультразвуковые методы изучения структуры вещества. Развивается квантовая акустика, изучающая взаимодействие фононов с электронами проводимости.

Ультразвук нашел широкое применение в технике: контроль за протеканием процессов в упругих средах; определение границ размеров изделий; измерение уровней жидкости в емкостях, недоступных для прямого измерения; дефектоскопия изделий из твердых материалов (метод неразрушающего контроля), например, рельсов, крупных отливок, проката и др.; звуковидение преобразование отраженного ультразвука сначала в электромагнитные колебания, а потом в световые (особенно это актуально в непрозрачных средах); создан акустический микроскоп (его основные достоинства - высокая контрастность и возможность получать изображения предметов в непрозрачных средах);

ультразвуковые эхолоты и локаторы; локальный нагрев тканей на доли и единицы градусов используется в медицине; в медицине же применяю тся ультразвуковой микромассаж, ультразвуковая хирургия, диагностика; ш ирокое распространение приобрел метод ультразвукового исследования (УЗИ).

Музыкальные тоны и шумы.

Примером периодических волн в акустике являются синусоидальные волны. Они называются простыми или чистыми При одновременном восприятии нескольких звуков (т.н.

созвучия). Простым созвучием является одновременное звучание двух тонов, отличающихся частотой колебаний. Отношение частот колебаний тонов называют интервалом. При отношении частот 1:2 интервал называют октавой; при отношении 2:3 квинтой; при отношении 3:4 квартой; отношение 4:5 - большая терция; 5:6 - малая терция, тонами. На практике волны, возбуждаемые различными источниками, представляют собой совокупность нескольких синусоидальных волн, отличающиеся частотами, амплитудами и фазами. Тональные или музыкальные звуки обладают линейчатым спектром. На рисунке 12 приведен пример линейчатого спектра музыкального звука.

А

–  –  –

Музыкальный звук отличается от шума тем, что график его периодичен. Форма колебаний может быть очень разной, но именно повторяемость какого-то сочетания делает этот звук музыкальным.

Говоря о музыке (музыкальном тоне), различают громкость, высоту, качество звука. На слух человек отличает звучание разных инструментов: гобоя, скрипки, фортепиано, виолончели, даже если высота звуков, издаваемых ими, одинакова.

Если два тона мало отличаются по частоте, то их совместное звучание создает биения.

В создании музыкального созвучия, кроме основного тона, имеются также верхние тоны, называемые обертонами. Пусть источниками звука являются две струны, основные частоты которых 200 Гц и 400 Гц. Отношение частот 1:2, т о. интервал составляет октаву. Пусть каждая струна имеет 6 тонов.

Тогда звуки, издаваемые первой струной:

200 Гц - основной тон, 400 Гц - первый обертон, 600 Гц - второй обертон, 800 Гц - третий обертон, 1000 Гц - четвертый обертон, 1200 Гц - пятый обертон.

Соответственно для второй струны набор обертоов следующий:

400 Гц - основной тон, 800 Гц - первый обертон, 1200 Гц - второй обертон, 1600 Гц - третий обертон.

2000 Гц - четвертый обертон.

2400 Гц - пятый обертон.

При одновременном звучании обеих струн звук содержит три одинаковых простых тона: 400 Гц, 800 Гц, 1200 Гц. Чем больше одинаковых простых тонов, тем больше сродство созвучия. Биения в этом случае не наблюдаются. Такие созвучия называют консонансом.

Если октава расстроена,, например, основной тон второй струны не 400 Гц, а 410 Гц, то ее обертоны будут 820 Гц. 1230 Гц, 1640 Гц, 2050 Гц, 2460 Гц. Тогда сочетания двух звуков будут создавать биения. На слух созвучия подобного рода создают завывание. Такое сочетание звуков называется диссонансом.

Изучение и систематизация интервалов тонов, которые дают лучшие консонансы, привело к образованию звуковой гаммы со строго определенным отношением частот.

Обозначения используемых физических величин и их единицы измерения.

Вт 1 - интенсивность звука, ——;

м Р - амплитуда звукового давления, Па;

м V - амплитуда колебательной скорости, — ;

с кг р - плотность среды, в которой распространяется звук, ——;

м м U - скорость звука в среде. — ;

с пИ\- среднее значение объемной плотности энергии, — —, / Дж • * м / 0 - пороговая интенсивность.

N - число децибелл;

р эф - эффективное звуковое давление, Па;

ф

- уровень звукового давления;

Lp р 0 - условный порог слышимости;

к - нормировочный коэффициент;

S 0 - порог ощущения (раздражения);

S - условная мера ощущения (раздражения);

х 0 - смещение, м;

Lx =10 lg — -— уровень смещения;

–  –  –

Литература.

[1] Физическая энциклопедия. Под ред. А.М.Прохорова. Изд-во «Большая Российская энциклопедия», Москва, 1998. - Т.5. - С.479Янг С., Эллисон А. Измерение шума машин/М: Энергоиздат, 1998.

[3] Астрахов Н.В. Вибрации и шум электрических машин/М.:МЭИ.

1984.

[4] Малышев B.C. Основы звукоизлучения и звукоизоляции/М :МЭИ, 1993.

[5] Колесников А.Е. Шум и вибрация. Учебник/Jl. Судостроение.

1988.-248 с.

[6] Медведев В Т., Каралюнец А.В., Корочков В.В. Методы и средства защиты от шума/М.:МЭИ, 1997. 76 с.

[7]Охрана труда на железнодорожном транспорте Под. Ред. Сибарова Ю.Г./М.Транспорт, 1981. 288 с.

[8] Борьба с производственным шумом на промышленных предприятиях. Материалы семинара/Л.: ЛДНТП, 1970. - 67 с.

[9] Жуков В.И. Охрана труда на железнодорожном транспорте/М. Транспорт, 1988.

[10] Тольский В.Е., Бушанов Г.В. Шум на транспорте/М.Транспорт.

1995.

[11] Янг С., Эллисон А. Измерение шума машин/М: Энергоиздат, 1998.

[12] Шум на транспорте/ Пер. с англ. Под ред. В.В.Тольского, Г.В.Бутакова, Б.Н.Меньшикова/М.Транспорт, 1995.

[13] Контроль шума в промышленности/Пер с англ./Л. Судостроение, 1961.

[14] Борьба с шумом на производстве. Справочник/Под ред.

Е Я.Юдина М.: машиностроение, 1985.

[15] Каралюнет А.В., Корочков В.В. Методы и средства снижения шума на производстве/М.:Изд-во МЭИ, 1992.

[16] Охрана труда на железнодорожном транспорте Под. Ред.

Сибарова Ю.Г./М.Транспорт, 1981. 288 с.

[17] Бобин Е.В. Борьба с шумом и вибрацией на железнодорожном транспорте/М.Транспорт, 1973. 304 с.

[18] Заборов В.И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций/М. :Стройиздат, 1969. 186 с.

[19] Осипов Г.Л. Защита зданий от шума/М.: Стройиздат, 1972. 214 с.

[20] Алексеев С П., Казаков А.М., Колотилов Н.Н. Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении/М.Машиностроение, 1970. - 208 с.

[21] Снижение шума и вибрации путевых машин Серия «Транспортное машиностроение»/М.: Сб. статей, 1970. - Вып.5. - 86 [22]Чуднов В.И. В поисках тишины/М :Московский рабочий, 1971.

128 с.

[23] Нормы ИСО по вибрации.

[24] Госстандарт СССР о воздействии вибраций. ГОСТ 12.1.012-78.

[25] Блехман И И. Синхронизация в природе и технике/М.:Наука, 1985.

[26] Бузанов С П., Харламов В.Ф. Охрана труда на железнодорожном транспорте. М,Транспорт, 1985.-2 3 9 с.

[27] Чарноцкая Л.П. Желеная дорога от А до Я. М.: Транспорт, 1990.

- 208 с.

[28] Гигиена и физиология труда на железнодорожном трснапорте/А.А.Прохоров. И.С.Кандор, Б.Б.Елизаров и др. Под ред.

А.А.Прохорова М.Транспорт, 1973. 264 с.

[29] Диментберг Ф.М., Фролов К.В. Вибрация в технике и человек/М. :3нание, 1987.

[30] Фролов К.В. Вибрация - друг или враг?/М.:Наука, 1984.

[31] Магнус М. Колебания/М.:Мир, 1982.

[32] Горелик Г.С. Колебания и волны/Л. :госуд. Изд-во техникотеорет. лит-ры, 1980.

[33] Усманский А. Приручение резонанса//Наука и жизнь. 1985. - №9.

[34] Диментберг Ф.М., Фролов К.В. Вибрация в технике и человек/М. :3нание, 1987.

[35] Бидерман В.Л. Теория механических колебаний/М. :Высшаяшкола, 1980.

[36] ‘international Journal of Acoustics and Vibration” (IJAV), РЖ «Шум». Выходят с 1994 года. Периодичность - 4 номера в год.

[37] Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний/М.:Наука, 1972.

[38] Алешин Н.Г. Вибрационный гидромассаж/Врачебное дело. 1986.

[39] Креймер А.Я. Вибрация как лечебный фактор/Томск, Томский университет, 1989.

[40] Петров А.М., Фишман Б.Е. Бытовые машины и приборы/М,:Легкая индустрия, 1983.

[41] Н.И. Иванов, АС. Никифоров. Основы виброакустики/СПб.:Политехника, 2000. - 482 с.

[42| Р.Фейнман, Р.Лйтон, М. Сэндс. «Фейнмановские лекции по физике», М, Мир, 1976, Т.4.-С.454-464.

–  –  –

127994 Москва, ул.Образцова, 15.

Типография МИИТа



Похожие работы:

«ПОЛЕЗНА ЛИ БАНЯ? Особенности физиологии нагретого организма. Ляхов В. Н. к.т.н. инженер-физик. Баня моет, баня парит, баня всё на место ставит! ПРЕДСЛОВИЕ Всем желаю здравия и лёгкого пара! Когда-то Творец создал Вселенную и в ней раскалённую звез...»

«ЛЕКЦИЯ 1 • Классификация компьютерных моделей.• Имитационное моделирование • Определение и свойства функции распределения.• Вероятность попадания случайной величины на заданный интервал • Квантиль распределения • Выборочная функция распределения.• Плотность распределения • Оценка математического ож...»

«VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ U/PB-ИЗОТОПНОГО ДАТИРОВАНИЯ (LA-ICP-MS) ДЕТРИТНЫХ ЦИРКОНОВ ИЗ НИЖНЕКЕМБРИЙСКИХ ПЕСЧАНИКОВ БРУСОВСКОЙ СВИТЫ ЮГО-ВОСТОЧНОГО БЕЛОМОРЬЯ: УТОЧНЕНИЕ ВРЕМЕНИ КОЛЛИЗИИ БАЛТИКИ И АРКТИДЫ Н.Б. Кузнецов1, Т.В. Романю...»

«Васильева Светлана Юрьевна РАВНОВЕСНАЯ СОРБЦИЯ -ТОКОФЕРОЛА НА МОДИФИЦИРОВАННОМ КЛИНОПТИЛОЛИТЕ Специальность 02.00.04 физическая химия Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Котова Д. Л. Воронеж 2014 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ..4 Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Строение, структ...»

«ISSN 2518-1491 (Online), ISSN 2224-5286 (Print) АЗАСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ЛТТЫ ЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫ ХАБАРЛАРЫ ИЗВЕСТИЯ NEWS НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК OF THE ACADEMY OF SCIENCES РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN ХИМИЯ ЖНЕ ТЕХНОЛОГИЯ СЕРИЯСЫ СЕРИЯ ХИМИ...»

«VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 ОПЫТ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯ КЕРНА И МАТЕРИАЛОВ ГИС ПРИ ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИХ РЕКОНСТРУКЦИЯХ БАТ-ПОЗДНЕЮРСКОГО ОСАДОЧНОГО БАССЕЙНА НА ЮГЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ П.А.Ян, Е.М.Хабаров Институт нефтегазовой геологии и геоф...»

«MATHEMATICAL AND STATISTICAL MODELS OF TELECOMMUNICATION COMPANIES CUSTOMERS BEHAVIOR Sedova Ekaterina N., Epifanceva Olga A. Orenburg State University, Orenburg, pallada78@mail.ru In this paper possibility of using mathematical and...»

«Бурдина Елена Игоревна КИНЕТИКА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОРГАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МЕДИ, КАДМИЯ И НИКЕЛЯ 02.00.05 – электрохимия Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент Скибина Лилия Михайловна Ростов-на-Дону – 2014 ОГЛАВЛЕ...»

«ПАВЛОВА ЛАРИСА ВИКТОРОВНА ЭКСТРАКЦИОННО-ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЦВЕТОВ «РОМАШКИ АПТЕЧНОЙ» И ЛИСТЬЕВ «ЭВКАЛИПТА ПРУТОВИДНОГО» 02.00.02 – аналитическая химия Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«Пояснительная записка Рабочая программа учебного предмета по Физике разработана в соответствие требованиям федерального компонента государственного образовательного стандарта и с учетом авторской программы среднего (полного) общего образования по физик...»

«Неорганическая химия 16-25 стр.1.При комнатной температуре водород наиболее активно реагирует с 1) фтором 2) иодом 3) хлором 4) бромом 2.Взаимодействие водорода c хлором относится к реакциям 1) разложения, эндотермическим 2) обме...»

«Лебедев Антон Сергеевич ТРАНСФОРМАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛИЗОВАННЫХ КАРБОАРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В МОДЕЛЬНЫХ И ПРИРОДНЫХ СИСТЕМАХ 02.00.03 – Органическая химия Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Орлов В.Ю. Ярославль – 2014 Содержание...»

«VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 ГЕОХИМИЯ ГОЛОЦЕНОВОГО РАЗРЕЗА САПРОПЕЛЯ ОЗЕРА БОЛЬШИЕ ТОРОКИ (НОВОСИБИРСКАЯ ОБЛАСТЬ) А.Е. Мальцев, Г.А. Леонова, В.А. Бобров, С.К. Кривоногов Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, maltsev@igm.nsc.ru Бесст...»

«ТУРИЩЕВ СЕРГЕЙ ЮРЬЕВИЧ ЭЛЕКТРОННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ 01.04.10 – физика полупроводников Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических нау...»

«ISSN 1991-346X АЗАСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ЛТТЫ ЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫ ХАБАРЛАРЫ ИЗВЕСТИЯ NEWS НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN ФИЗИКА-МАТЕМАТИКА СЕРИЯСЫ СЕРИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ SERIES OF PHYSICAL AND MATHEMATICAL 4 (290) ШІЛДЕ – ТАМЫЗ 2013 ж. ИЮЛЬ –...»

«Булавина Екатерина Владимировна ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ НИТРАТ-ИОНОВ НА МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ С ИОНООБМЕННОЙ/УГЛЕРОДНОЙ ОСНОВОЙ Специальность 02.00.05 – электрохимия Диссертация на соискание ученой степени кандидата химичес...»

«1 7. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к теме «Физико-химические (инструментальные) методы анализа» Физико-химические методы анализа (ФХМА) основаны на использовании зависимости между измеряемыми физическими свойствами веществ и их качественным и количественным составом. Поскольку физические свойства веществ измеряются с помощью различных приборо...»

«Учебные трудности: Дисграфия, дислексия, дискалькулия Дисграфия (это словарно правильное написание; дизграфия – неверно) означает проблемы с выражением своих мыслей на письме. Другими словами, это просто значит «...»

«Андреев Юрий Александрович ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИХЛОРФЕНОЛОВ В ВОДЕ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 02.00.02 – аналитическая химия Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук Научный руководитель: д.х.н., профессор Черновьянц М.С. Рос...»









 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.