振動引起的人的生理和心理反應。振動可根據其對人體發生作用的部位,分為局部振動和全身振動;又可根據其對人體作用的方向分為與人體頭足軸平行的垂直振動、與人體胸背軸平行的橫向振動和與人體左右軸平行的側向振動。振動對人體並非都是有害的,但過量的振動對人體的生理和心理會產生程度不同的影響。

  人體振動傳遞 人體是一個複雜的共振系統。人體及其各種組織與器官都有其自身的共振頻率。生物力學學研究證明,人體全身垂直振動在4~8赫處有一個最大的共振峰,稱為第一共振頻率。它主要由人體胸腔共振頻率產生對胸腔內臟影響最大。在10~12赫和20~25赫附近有兩個較小的共振峰,分別稱為第二和第三共振頻率。第二共振峰主要由人體腹腔共振頻率產生,對腹部內臟影響最大。此外,頭部的共振頻率約為2~30赫,心臟約為5赫,眼約為18~50赫,脊柱約為30赫,手約為30~40赫,臀和足部約為4~8赫,肩部約為2~6赫,軀幹約為6赫。人體的振動傳遞與人體骨骼、姿勢(站姿或坐姿)和座椅型式等有關。因此,在設計車輛和車輛座位時,必須考慮人體共振頻率,采取減振措施,盡量避開人體共振效應。

  人體振動界限 人體振動界限與振動源的振動頻率、振幅和暴露時間有關。按其影響程度大致有4種情況,即①感覺閾:剛剛能引起人的振動感覺的振動;②不舒適閾:使人產生不舒適、不愉快的振動;③疲勞閾:引起人體疲勞、工作效率降低和使人體產生生理效應的振動。對於短期的超疲勞閾所導致的生理心理反應,當振動停止後,經休息可以得到恢復;④極限閾(或危險閾):超過人體生理心理負荷的振動。超過極限閾的振動對人體不僅引起嚴重的生理心理效應,還會產生病理性損害。

  振動的生理效應 一般認為,弱的振動主要引起人體組織和器官的位移、變形、擠壓,從而影響其功能;強的振動引起人體組織和器官的機械性損傷,如撞傷、壓傷、撕傷等;在中等強度(1~10米/秒2)軟聲頻作用下,心率、心輸出量、肺通氣量、氧攝取量增加。強烈的低頻振動可抑制胃腸道蠕動和消化液分泌。1~2赫的振動具有催眠作用;高頻較強的振動或不穩定的振動則提高覺醒水平。長期中等強度的振動可引起頭、頸、背、下肢的肌肉緊張、肌肉疲勞、活動能力下降;長期劇烈的振動可引起肌肉萎縮,肌張力下降,有時出現局部肌肉痙攣,坐骨神經痛,臀部和會陰部疼痛。大幅度的振動可引起姿勢不穩而產生抓握性防禦反射,更強烈的振動可使骨骼系統振動和出現血斑。

  振動對工作能力的影響 振動影響視銳,其損害程度與振幅成比例,10~20赫的振動影響最大。人體或目標的振動使註視發生困難,也使視覺搜索或判讀儀表等工作難以完成。振動使嗓音發抖而影響言語質量。頭、手或腳的振動影響操縱活動的速度和準確度。振動使追蹤工作效率下降,其衰減量與振動的振幅成比例,而且與追蹤操縱運動軸向一致的振動影響更大。振動使腳部用力的穩定性下降,影響腳部動作的速度和準確度。肢體和人機界面的振動使動作不協調,操縱誤差增加。長期接觸振動可使手部骨質變形、肌肉萎縮、感覺減退、血管收縮以至肌力下降而影響操作能力。振動使大腦覺醒水平下降、註意力分散、思維難於集中、空間定向困難、疲勞,從而加劇振動對心理功能的損害。