4. Механические колебания: акустические , вибрация , ударная волна.

Колебания — многократное повторение одинако­вых или почти одинаковых процессов, — сопутству­ют многим природн. процессам и явлениям, выз­ванным человеч. деят., — от простей­ших колебаний маятника до эл-магнитных колебаний распростр. световой волны. Механич. колебания — это периодич. повторяющ. движения, вращательные или воз-вратно постунательные. Это тепловые колебания атомов, биение сердца, колебания моста под нога­ми, земли от проезжающего рядом поезда. Любой процесс механич. колебаний можно свести к одному или нескольким гармонич. синусоидальн. колебаниям. Основн. параметры гармонич.колебания: амплитуда, равная макс. отклонению от положения равно­весия (м); скорость колебаний (м/с); ускорение (м/ с2); период колебаний, равный времени одного пол­ного колебания (с); частота колебаний, равная чис­лу полных колебаний за единицу времени (Гц).

Сила звука

Скорость распространения звука в воздухе 334 м\с

в воде 1420м\с

в стали 5000 м\с

Акустические.

Механич. колебания в упругих средах вы­зывают распространение в этих средах упругих волн, называемых акустич. колебаниями. Энергия от источника колебаний передается час­тицам среды. По мере распространения волны частицы вовлекаются в колебат. движение с час­тотой, равной частоте источника колебаний, и с за­паздыванием по фазе, зависящем от расстояния до источника и от скорости распространения волны. Расстояние между двумя ближайш. частицами среды, колеблющимися в одной фазе, называется длиной волны. Длина волны — это путь, пройден­ный волной за время, равное периоду колебаний.Скорость звука в воздухе при нормальных условиях составляет 330 м/с, в воде около 1400 м/с, в стали порядка 5000 м/с. При восприятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Однако субъек­тивно оцениваемая громкость возрастает гораздо медлен­нее, чем интенсивность звуковых волн. Для сравнит. оценки можно указать, что средний уровень громкости речи составляет 60 дБ, а мотор самолета на расстоянии 25 м производит шум в 120 дБ. Миним. интенсивность звуковой волны, вызывающая ощущение звука, называется поро­гом слышимости. Порог слышимости у разных людей различен и зависит от частоты звука. Интенсивн. звука, при которой ухо начинает ощущать давление и боль, называется порогом бо­левого ощущения. На практике в качестве порога болевого ощущения принята интенсивность звука140 дБ.Шум — совокупность звуков различн. частоты и инт-сти, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормальн. существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, челове­ку нужен шум в 10—20 дБ. Развитие техники и промышленного про­изводства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека. По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотн. — до 350 Гц среднечастотн. 350—800 Гц и высокочастотн. — выше 800 Гц.

Вибрация.

Вибрация – колебательное движение материальной точки или механической системы.

Причины возникновения вибрации: неуравновешенные массы при возвратно-поступательном движении (штамповка), неуравновешенные массы при вращательном движении (электрический двигатель), электромагнитные колебания.

Характеристики вибрации:

1. Частота, Гц

Частота f < 0,7 Гц не вызывает виброболезни (морская качка). Собственная частота внутренних органов человека 6 – 9 Гц (у каждого органа своя частота колебаний для исключения попадания в резонанс)

2. Амплитуда виброскорости, м/с;

3. Амплитуда виброускорения, м/с2;

4. Логарифмический уровень виброскорости, дБ

clip_image065,

где V – скорость, создаваемая источником вибрации;

Vo = clip_image067 м/с – порог ощущения вибрации.

Воздействие вибрации на человека.

Профессиональное заболевание – виброболезнь. Проявляется в нарушении деятельности центральной и периферийной нервной системы. Например, при работе с ручным механизмом, создающим вибрацию, у человека могут возникать определенные изменения в состоянии здоровья: потеря чувствительности и дрожание рук; поражение центральной нервной системы обычно выражается в появлении головной боли, снижении работоспособности.

Нормирование вибрации.

Вибрация подразделяется:

1. По способу передачи на человека: общая (передается на весь организм) – станок, локальная (передается на отдельные части организма, чаще на руки) – дрель,

2. По направлению воздействия: Ось Х, Ось У, Ось Z.

3. Для общей вибрации в зависимости от источника образования: транспортная (водитель грузовика, автобуса), транспортно-технологическая (напольно-цеховой транспорт, крановщица), технологическая.

4. По временной характеристике: постоянная и непостоянная.

Вибрация нормируется в зависимости от частоты по величине среднеквадратического значения виброскорости, м/с, виброускорения, м/с2, или их логарифмическими уровнями, дБ.

Ударная волна

Ударная волна - представляет собой область сильного сжатия среды, распространяющуюся во все стороны от точки взрыва со сверхзвуковой скоростью. Поражающее действие ударной волны обусловлено избыточным давлением во фронте ударной волны и скоростным напором воздуха, движущегося в волне с большой скоростью. Скорость ударной волны: 1000 м за 2 с, 2000 м- за 5 с, 3000 м- за 8 с. 

Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 0,4- 0,5 кг/см² и сопровождаются контузией организма, повреждением органов слуха, кровотечением из носа, ушей, переломами, сильными вывихами и рваными ранами конечносте. Легкие поражения возникают при давлении 0,2-0,4 кг/см² и характеризуются временным повреждением слуха, легкой контузией, вывихами и ушибами конечностей, ранениями мягких тканей.