آناليزفركانس‌هاي بحراني اندام‌هاي بدن راننده تراكتور

Natural Frequency Analysis of Tractor Operatorʹʹs Body Parts

چكيده مقدمه: از ويژگي‌هاي سيستم‌هاي ارتعاشي، فركانس‌هاي بحراني آن است كه نقش بسزايي در ميزان ارتعاشات انتقال يافته به آن دارد. وقتي فركانس تحريك وسيله‌اي، در محدوده فركانسي اندام‌هاي بدن راننده باشد، مقدار ارتعاشات وارد بر بدن راننده افزايش يافته و باعثبروز آسيب‌هايي به بدناو مي‌گردد. اين در حاليست كه بكارگيري ارتعاشات در دامنه و فركانس‌هاي مناسب، باعث افزايش قدرت ديناميكي عضلات، بهبود دردهاي آن‌هاو كمردرد‌هاي مزمن، درمان پوكي استخوان و‌ انعطاف پذيري عضلات شود. لذا هدف از اين پژوهش تعيين فركانس‌هاي بحراني اندام‌هاي بدن راننده است. مواد و روش‌ها: جهت تعيين فركانس‌هاي بحراني راننده تراكتور در راستا‌هاي مختلف طولي، جانبي و عمودي، سه راننده با جرم‌هاي 55، 70، 85 كيلوگرم در اين آزمايش‌ها شركت نمودند.آزمايش‌ها در چهار شتاب تحريك 5/0، 1، 5/1 و 2 متر بر مجذور ثانيه و فركانس‌هاي مختلف انجام شد و مقادير شتاب‌هاي انتقال يافته به اندام‌هاي بدن راننده‌ها اندازه‌گيري شد.سپس فركانس‌هاي بحراني اندام‌هاي بدن راننده در راستاي‌هايمختلف تعيين گرديد. همچنين توسط آناليز رگرسيون چند متغيره‌، مقادير فركانس‌هاي بحراني اندام‌ها برآورد و محاسبه شدند. يافته‌ها: نتايج بيانگر افزايش مقدار ارتعاش طولي در فركانس‌هاي 3-4 هرتز براي اندام‌هاي بدن بودند. در راستاي عمودي دو مد فركانسي ظاهر شد كه فركانس مد اول برابر 17-13 هرتز و فركانس مد دوم 11-9 هرتز بدست آمد. در راستاي جانبي نيز دو مد فركانسي 17-14 هرتز و 5/4 – 5/2 هرتز بدست آمد. نتيجه‌‌گيري: با توجه به فركانس‌هاي بحراني بدست آمده در اين پژوهش، اعمال ارتعاشات به منظور افزايش پارامترهاي عملكردي عضلات اندام‌هاي مختلف بايستي در فركانس‌هاي بيش از 20 هرتز صورت پذيرد تا به بافت‌هاي بدن آسيب نرساند. همچنين روش محاسبه فركانس‌هاي طبيعي اندام‌هاي بدن راننده از طريق جرم راننده و فركانس تحريك، بيشترين تطابق را با نتايج حاصل از آزمايش‌هاي ايستگاهي داشت. كليد واژه‌ها: فركانس طبيعي، عضله، تراكتور، شتاب، رگرسيون خطي چند متغيره

Abstract Introduction: One of the main properties of vibration systems is natural frequency, which has a major influence on transmitted vibration. When an excited vehicle frequency was placed in the range of natural frequency of operatorʹs body parts, the acceleration value on operatorʹs body parts will be increased and led to damage the body parts. Meanwhile the use of vibration in optimum domain and frequency is caused to increase muscleʹs dynamic power, reduce pain and chronic backache, and improve bone density and flexibility of muscles. This paper was aimed to calculate the natural frequency of human body parts specifically in tractor driver. Materials and methods: This research was carried out to calculate the natural frequency of tractor operatorʹs body parts in vertical, lateral and longitudinal directions. Three operators with the weight of 55, 70 and 85 kg were participated. Tests were done at four excited vibration of 0.5, 1, 1.5 and 2 ms-2 in different frequencies and transmitted vibration to operatorʹs body parts were measured. Natural frequency of different body parts in vertical, lateral and longitudinal directions were calculated. Also this natural frequency was estimated by multi degree regression method with operatorʹs mass and excited frequency factors in each direction. Results: Results showed that the vibration value in longitudinal direction was increased about 3-4 Hz. In vertical direction two modes were appeared. First mode occurred in 13-17 Hz and second one in 9-11 Hz. Also in lateral direction, two modes in 14-17 Hz and 2.5-4.5 Hz were observed. Conclusion: Due to finding of this research, using the vibration in order to increase muscleʹs functional parameters of different body parts should be done more than 20 Hz to avoid the damage to body parts. Also estimated of natural frequency of different parts by driver mass and excited frequency factors has the best match to results of stationary experiments. Key Words: Natural Frequency, Muscle, Tractor, Acceleration, Multi Degree Regression.