运用烦恼率模型的船舶舱室内振动舒适度研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 运用烦恼率模型的船舶舱室内振动 舒适度研究 摘 要：船舶客舱内饰和优秀的 舒适度一直都是船舶质量的重要指标。 在常规下考量人体舒适度的方法一般都 是从人体的振动舒适度方向来考虑。然 而仅仅用振动加速度作为振动舒适度的 评价指标存在着很多的局限性。本文的 主要任务就是运用烦恼率模型，对船舶 客舱室内振动舒适度进行研究。 中国论文网 /8/view-12736611.htm 深入研究了烦恼率模型的计算方 法，结合船舶舱室内这一特殊环境的特 点，得到了船舶舱室内的烦恼率随振动 加速度变化的分布情况，结果表明运用 烦恼率模型对船舶舱室内的振动舒适度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 进行综合性的分析是可行的。 关键词：船舶舱室；舒适度；振 动舒适度；烦恼率模型 1 研究背景与依据 根据船舶舱室内的振动舒适度标 准，振动加速度被用来评价船舶舱室内 的振动舒适度水平1。然而根据不同的 振动舒适度标准得出来的限值都是有差 别的，就算是相同的振动加速度水平下 不同人的舒适度感受也是不一样的。事 实上有实验证明人的主观感受具有不确 定性，类似 PMV-PPD 系统，即使是在 十分平稳的振动环境下也有部分人会感 觉不舒适。因此，仅将振动加速度这一 客观的物理量作为振动舒适度的评价指 标是不准确的。 大多数的振动标准都是提供了一 个单一的评价标准即舒适或者不舒适， 然而由于船舶环境的复杂性，舱室内可 以划分许多不同的区域。不同的区域之 间不一样可能就会在同一时刻甲区域感 觉是舒适的而乙区域却感受十分不舒适。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 此时就不能仅仅根据甲或者乙单独的区 域来评价该舱室内的振动舒适度。 到底如何评价复杂环境下例如甲 区域舒适而乙区域不舒适的综合舒适度， 如何评价人们相同条件下感受不一的舒 适度环境，使其更加符合真实舱室内的 舒适度情况。 烦恼率模型能够有效反映不同人 对于同一环境下舒适度感受的综合情况， 采用人对于环境的不满意百分比来替代 依靠不同区域的舒适度进行评估的方式， 对给定环境能够作出符合人们心理预期 的评估。为此本文采用了烦恼率模型来 评价船舶舱室内的振动舒适度综合情况， 并且使用该模型描述人们对于船舶舱室 内振动的主观感受。 2 振动舒适度烦恼率模型 烦恼阈限是在保证振动的感受为 舒适的情况下振动加速度的最大限值。 在离散分布的情况下，烦恼率的计算公 式为2： x 是 u 的期望值而 是 u 的变异 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 系数。式 2-3 可以描述为：当振动加速 度为 x 时由于不同人对振动舒适度的感 受不一致，因此可以将不同人的感受等 同于加速度为 u 的振动加速度的刺激。 虽然不同人对于振动舒适度感受不一， 但是最后得到的总统计平均还是反映了 振动加速度为 x 时的舒适度情况。根据 式 2-3 可以得到当振动加速度为 x 时的 振动舒适度烦恼率计算公式： 式（2-4）中 取 0.1、0.3 或者 0.5 均对烦恼率的最终计算结果影响不大， 因此可以在此取 为 0.3，而其随机性 分布无论是取对数正态分布还是正态分 布均对最终烦恼率的计算结果影响不大， 因此在分布形式上可以取对数正态分布 下情况下的烦恼率计算模型。 3 烦恼率模型在船舶舱环境下的 应用 本节应用烦恼率模型对船舶舱室 环境下的振动烦恼率进行了计算，分析 计算得到的结果以说明烦恼率模型在评 价船舶振动舒适度方面的可行性。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 烦恼率模型的物理意义在于其反 映了在给定振动加速度情况下，对该振 动反应感受不舒适人群占总人数的百分 比。该模型反映了不同人群对相同振动 环境舒适度感受的差异性，同时能够反 映复杂环境下不同区域舒适度不一致的 时候的整体的环境舒适度。本节将根据 客船与商船的建造标准，选取船舶舱室 内的振动环境来计算该环境下的振动舒 适度烦恼率，以此来验证烦恼率模型在 船舶舱室内振动舒适度评估方面的可行 性。 根据国际标准，当某环境的振动 加速度达到其容忍下限值 r1 时，大多 数人能够感觉到舒适；而当振动加速度 达到两倍的 r1 时，会有部分人产生不 舒适的感觉；当振动加速度达到四倍的 r1 时，大多数人都会感觉到不舒适。r1 为容忍下限值，r2 为容忍上限值，其中 4r1=r2。 根据机械振动 客船和商船适 居性振动测量、报告和评价准则3可 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 以知道在船舶环境下，轻微振动上限值 为 71.5mm/s2，严重振动下限值为 286mm/s2。由此可选取船舶建造标准中 允许的振动加速度上下限值： 根据表 3-1 中给出的加速度值可 以带入公式（2-6）计算出在客船与商 船允许的振动加速度情况下的船舶舱室 内烦恼率，如表 3-2 所示： 由表 3-2 可知在振动加速度为 r1 时烦恼率约为 8%，即大多数人均对此 振动情况感觉舒适，而当振动加速度上 升到 2 r1 时，烦恼率上升到了 47%左右， 出现了更多的人对此振动环境感觉不舒 适，当振动加速度上升到了 4r1 时，烦 恼率约为 90%，大多数人对此振动环境 感觉不舒适。由此可见，根据客船与商 船允许的振动加速度上下限值数据，运 用烦恼率模型计算出来的数据是符合真 实振动环境中的要求的，因此用振动舒 适度烦恼率模型来评价船舶舱室内的振 动舒适度是可行的。 4 研究结论 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 本文阐述了运用振动加速度来评 价船舶舱室内振动舒适度的两大局限性， 一是不能够反映不同人在给定的振动环 境下对振动舒适度感受的差异性，二是 不能够描述复杂的振动环境下不同区域 振动舒适度情况不一致的特点。 由此提出了采用烦恼率模型来辅 助振动加速度对船舶舱室内振动舒适度 进行评价。在给出了烦恼率的计算方法 之后研究了船舶舱室环境下各个参数的 选取，最后根据客船与商船环境中允许 的振动加速度上下限值，运用烦恼率