8.3. Физические характеристики вибрации

Параметрами, характеризующими простейший вид вибрации – синусоидальные (гармонические) колебания, являются: частота f (Гц); амплитуда А (м) – величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия; колебательная скорость V (м/с) – максимальное из значений скорости колеблющейся точки; колебательное ускорение W (м/с²) – максимальное из значений ускорений колеблющейся точки.

Значения виброскорости и виброускорения при синусоидальных колебаниях определяются по формулам:

V = 2 f A; (8.1)

W = (2 f)² А. (8.2)

Поскольку абсолютные значения скорости и ускорения изменяются в широком диапазоне, как и для шума, используя закон Вебера-Фехнера, для оценки вибрации пользуются относительными уровнями виброскорости и виброускорения, выражаемыми в децибелах (дБ):

_v = 20 ; (8.3)

L_w = 20 lg , (8.4)

где V_о – пороговое (нулевое) значение колебательной скорости; W_о – пороговое значение колебательного ускорения.

За нулевой уровень колебательной скорости принимают величину V₀ = 5·10^-8м/c, за нулевой уровень колебательного ускорения принимают величину W₀ = 1·10^-6 м/с².

Использование логарифмической шкалы для гигиенической оценки воздействия вибрации обусловлено еще и тем обстоятельством, что чувствительность организма человека к действию вибрации изменяется пропорционально логарифму воздействия.

Оценка интенсивности вибрации, воздействующей на человека, характеризуется виброскоростью и виброускорением с учетом частотной характеристики. Это связано с тем, что для малых амплитуд ощущение вибрации зависит от скорости, а для больших амплитуд – от ускорения.

Вибрации, происходящие в реальных производственных условиях, представляют сложный колебательный процесс, состоящий из отдельных синусоидальных колебаний с различными частотами и амплитудами. Для характеристики таких вибраций используют спектры действующих значений параметров, характеризующих вибрацию.

Так же, как и для шума, весь спектр частот вибраций, воспринимаемых человеком, разделен на октавные полосы (диапазоны). В октавном диапазоне верхняя граничная частота f_в вдвое больше нижней f_н, то есть f_в/f_н = 2.

В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, принимается среднегеометрическая частота f_сг = .

В табл. 8.1 приведены частоты, определяющие октавные полосы при вибрации.

Таблица 8.1

Частоты и диапазоны октавных полос

Среднегеометрические частоты октавных полос	Граничная частота, Гц
	Нижняя	верхняя
1	0,71	1,4
2	!.4	2,8
4	2,8	5,6
8	5,6	11,2
16	11,2	22,4
31,5	22,4	45
63	45	90
125	90	180
250	180	355
500	355	710
1000	710	1400

Анализ и построение спектров параметров вибрации могут производиться также в третьоктавных полосах частот, для которых f_в /f_н = и f_сг = f_н.

На практике при анализе локальной вибрации диапазон частот устанавливается в виде октавных полос, а для общей вибрации – в виде октавных или третьоктавных полос.