振动对人体的危害及其应用

振动对人体的危害及其应用摘要人们在日常生活以及工作中经常接触到振动。

从我们最常见的交通系统，到我们日常生活中使用的各种机械设备，很多情况下会使我们的身体处于振动的环境中。

这些广泛存在的机械振动，在生产实践中对我们的人体生理活动会产生很大的影响。

为了保障人的身体健康并为人们创造一个舒适的工作和生活环境，研究振动对我们人类来说是有巨大意义的。

本文主要讲述我们周围环境产生的振动对我们人体健康的影响，以及人们应该如何来对其进行有效的控制。

与此同时我们也可以利用振动，给我们带来利益，来保证我们的安全和健康。

关键字：振动；健康；危害；应用；The Harm of Vibration for the Human Body and ItsApplicationAbstractThe People are exposed frequently to vibration in daily life and work. From transport system to many kinds of mechanical equipment, we will make our body is in a vibration environment in many cases. Those many mechanical vibration which will arise a huge impact on our body's physiological activities. In order to protect human health and for people to create a comfortable working and living environment, there is great significance to research the vibration for humankind. This article focuses on the vibration of our surroundings on our human health, And people ought to control effectively the negative effects of vibration. At the same time, we can also use the vibration, to bring benefits to us to ensure our safety and health.Key words: vibration; health; application; harm;一、绪论机械振动对人体的危害主要表现在两个方面：一是振动产生的噪声对人体的危害；二是使人体产生振动疾病。

机械振动使机械本身及其基础产生上下、前后、左右变位，如果人体处在该条件下，亦将随之产生相应的变位。

人们通过操作振动工具的手、站立时的脚、坐下时的臀部或躺卧时的躯干而感受到振动。

人体各部位都有其共振频率，在引起共振的部位会有异样的感觉。

所以人体长期暴露在强振动之下，会在神经系统、心血管系统、骨骼和听觉等方面发生病症。

振动对神经系统的影响。

振动对人体的影响，较早地表现在神经系统：大脑皮层机能减弱，如出现脑电图异常，条件反射潜伏期及运动时值延长；脊髓中枢受影响，可出现膝盖反射亢进或消失；植物神经受影响，表现为组织营养障碍，如指甲松脆，或因植物神经功能被扰乱而影响到其它内脏；前庭器官受影响，会引起前庭器官的壶腹背纤维细胞和耳石膜的退行改变，致使前庭功能兴奋性异常；皮肤感觉出现紊乱，其中尤以振动感觉和痛觉的改变最明显。

振动对心血管系统的影响。

主要有：周围毛细血管张力的改变，是振动作用引起的极其明显的体症。

振动能使周围血管神经调节机能发生障碍，使末梢血管呈现痉挛、短小，而后呈无力状态而扩张、扭曲；受振动作用的手指掌面皮温度较正常人低2～5℃；心肌能改变，最主要的变化是节律与传导系方面的异常，其中心动过缓者占受检人数的42.5％，且多伴有以窦性心律不齐。

传导系方面出现的异常在心房内、心室内、心房室间传导阻滞为多见。

振动对骨质的影响。

骨质的改变一般发生较晚，大多数人要在强振动环境中生活4～5年才出现。

最常见的是囊样改变、尺骨矩状突和各种变形性骨关节病。

其次为末指指骨管养性破坏、肩关节周围炎、桡骨茎突炎、局限性骨质硬化、骨质疏松及外生骨疣等。

振动对听觉的影响。

振动对听觉造成的损伤与噪声不同，噪声听力损伤以高频3000～4000Hz为主；振动性听力损伤则以低频125～250Hz为主。

长期的振动能使耳蜗顶部受损伤，使耳蜗螺旋神经节细胞发生萎缩性病变，导致语言听力下降。

振动引起的人体机能障碍。

一般以性机能下降、气体代谢增加等机能障碍较为多见。

妇女则有子宫下垂、流产及异常分娩等。

二、环境中的振动及其危害1交通系统中的振动随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益扩大，振动对大都市生活环境和工作环境的影响引起了人们的普遍注意。

国际上已把振动列为七大环境公害之一，并开始着手研究振动的污染规律、产生的原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等。

据有关国家统计,除工厂、企业和建筑工程外，交通系统引起的环境振动(主要是引起建筑物的振动) 是公众反映中最为强烈的。

随着城市的发展,在交通系统设计规划中，对环境影响的考虑越来越多。

这主要因为过去城市建筑群相对稀疏,而现在,随着城市建设的迅猛发展，多层高架道路、地下铁道、轻轨交通正日益形成一个立体空间交通体系，从地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居民点、商业中心和工业区。

如日本东京市内的交通道路很多已达到5 ～7 层，离建筑物的最短距离小到只有几米，加上交通密度的不断增加，使得振动的影响日益增大。

交通车辆引起的结构振动通过周围地层向外传播，进一步诱发建筑物的二次振动，对建筑物特别是古旧建筑物的结构安全以及其中居民的工作和日常生活产生了很大的影响。

另外，由于人们对生活质量的要求越来越高，对于同样水平的振动，过去可能不被认为是什么问题，而现在却越来越多地引起公众的强烈反应。

这些都对交通系统引起的结构振动及其对周围环境影响的研究提出了新的要求，也引起了各国研究人员的高度重视。

1.1、振动的产生、传播规律对我国几个典型城市的调查结果表明，交通车辆引起的环境振动水平较高。

根据铁路部门的实测,距线路中心线30m附近的振动可达80dB。

地铁列车通过时，在地面建筑物上引起振动的持续时间大约为10S。

在一条线路上,高峰时,两个方向1h内可通过30对列车或更多，振动作用的持续时间可达到总工作时间的15 %～20 %。

最近在我国某城市地铁车辆段附近进行了现场测试,结果表明,当地铁列车以15～20km/h的速度通过时，地铁正上方居民住宅的振动高达85dB，如果列车速度达到正常运行的70km/h时，其振动级别可能还要大得多。

可见由列车运行引起的环境振动已不同程度地影响了居民的日常生活。

1.2、环境振动产生的影响环境振动达到一定等级将会干扰人们的日常生活，使人有不适感,甚至影响人们的情绪和睡眠、休息、学习。

试验研究表明:振动强度愈高，对人们入睡和睡眠深度的影响愈大。

当振动加速度在65dB以下，一般对睡眠影响不大,但当达到70dB后就会难以入睡，到80dB则会惊醒所有人。

可见，振动对居住在铁路线周围的居民影响是很大的。

交通车辆引起的振动对人体健康的影响包括生理和心理两个方面，影响范围几乎涉及人体的各系统和各个方面。

首先，当振动比较强烈时，会造成人体骨骼、肌肉、关节及韧带的严重损伤，消化系统肠胃蠕动增加、胃液分泌和消化系统能力下降,肝脏的解毒功能代谢发生障碍，还会使神经系统出现交感神经兴奋、腱反射减退或消失、手指颤动和失眠等症状。

其次，许多人对振动都很敏感,易发生心情烦躁、心理失衡现象。

1.3、影响人体的环境振动主要因素环境振动对人体有影响的主要因素可以概括为：（1）振动频率：振动对人体的不良影响中,频率起着主要作用。

对于环境振动,人体反应特别敏感的为1～80Hz的振动,这主要是由于各种组织的共振频率集中在这个范围。

（2）振动强度：当频率一定时,振动强度以人体对振动的感受程度来评价。

目前国际上通行用加速度参数来表示振动的强度。

将实测加速度经过换算,以分贝作为单位来表示振动强度,给振动测量、运算和表达带来很大方便。

（3）暴露时间：人体无论受到哪种振动作用,其影响时间越长，对人体的不良影响也就越大。

2环境中的共振2.1共振的概述共振是指一个物理系统在特定频率下，以最大振幅做振动的情形。

共振在声学中亦称“共鸣”，在电学中，振荡电路的共振现象称为“谐振”。

自然中有许多地方有共振的现象，如：乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振，电路的共振等等。

但共振有利也有害，人类在自己的技术中利用或者试图避免共振现象。

古希腊的学者阿基米德曾豪情万丈地宣称：给我一个支点，我能撬动地球。

而现代的美国发明家特斯拉更是牛气，他说：用一件共振器，我就能把地球一裂为二！他来到华尔街，爬上一座尚未竣工的钢骨结构楼房，从大衣口袋里掏出一件小物品，把它夹在其中一根钢梁上，然后按动上面的一个小钮。

数分钟后，可以感觉到这根钢梁在颤抖。

慢慢地，颤抖的强度开始增加，延伸到整座楼房。

最后，整个钢骨结构开始吱吱嘎嘎地发出响声，并且摇摆晃动起来。

惊恐万状的钢架工人以为建筑出现了问题，甚至是闹地震了，于是纷纷慌忙地从高架上逃到地面。

眼见事情越闹越大，他觉得这个恶作剧该收场了。

于是，把那件小物品收了回来，然后从一个地下通道悄悄地溜开了，留下工地上的那些惊魂未定、莫名其妙的工人。

上面这一段是一本书中有关美国著名发明家特斯拉进行共振器发明的描写，里面所说的小物品便是一个共振器。

可以预见，若是他把这个小物品再开上那么十来分钟，这座建筑物准会轰然倒地，这件共振器的威力主要在于它能发出各种频率的波，这些不同频率的波作用于不同的物体，就能够相应地产生出一种共振波，当这种共振波到一定程度时，就能使物体被摧毁。

共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语，共振的定义是驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大的现象。

说到共振的危害时，人们最为熟知和引用得最多的，便是下面这个例子：1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时，由于马蹄运动节奏比较一致，使桥发生共振而断裂。

对于桥梁来说，不只是大队人马厚重整齐的脚步能使之断裂，那些看似无物的风儿同样也能对之造成威胁。

2.2共振的危害共振有时还会给人类造成巨大危害。

这其中最为人们所知晓的便是桥梁垮塌。

18世纪中叶，一座桥因大队士兵齐步走产生的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，最终断裂。