Verbesserte Methoden zur Bewertung des Ganzkörpervibrationsrisikos in fahrenden Fahrzeugen

Verbesserte Methoden zur Bewertung des Risikos von Ganzkörpervibrationen in fahrenden Fahrzeugen nutzen GPS-Standort- und Geschwindigkeitsdaten, um die Genauigkeit gemäß ISO 2631-1-Standards zu verbessern. Neue Schwingungsdosimeter nach ISO 8041-2 ermöglichen das Auffinden von Hochrisikobereichen durch die Zuordnung einfacher Schwingungsdiagramme zu bestimmten Orten. Geschwindigkeitsinformationen helfen herauszufinden, wie sich Geschwindigkeit auf das Risiko einer WBV-Exposition auswirkt. Dieser Ansatz ermöglicht die präzise Identifizierung „schlechter Straßenverhältnisse“ und die Analyse geschwindigkeitsbedingter Expositionsrisiken, wodurch gezielte Minderungsstrategien ermöglicht werden.

Wie werden Ganzkörperschwingungen in Fahrzeugen gemessen?

Ganzkörpervibrationen (WBV) in Fahrzeugen werden in erster Linie gemäß den in ISO 2631-1 dargelegten Richtlinien gemessen, wobei der Schwerpunkt auf der Einbeziehung von Frequenzinhalten und Änderungen der Bedingungen im Laufe der Zeit in Messberichten liegt. Dieser Standard schlägt einen umfassenden Ansatz zur Erfassung der Dynamik der WBV-Exposition vor, der sowohl die Intensität als auch die Variabilität der Vibrationen berücksichtigt, denen Einzelpersonen in Fahrzeugen ausgesetzt sein können. Trotz dieser detaillierten Richtlinien stützen sich herkömmliche Messverfahren häufig auf Daten, die unter Referenzbedingungen gesammelt wurden, ohne dass Variablen wie Fahrzeuggeschwindigkeit und Straßenqualität angemessen berücksichtigt werden. Dieser Ansatz kann zu einer ungenauen Darstellung der tatsächlichen Vibrationsexpositionswerte führen und diese unter- oder überschätzen.

Als Reaktion auf diese Einschränkungen hat die Einführung fortschrittlicher Vibrationsdosimeter nach ISO 8041-2 den Bewertungsprozess revolutioniert, indem GPS-Daten integriert wurden, um bestimmte Standorte mit gemessenen Vibrationspegeln zu korrelieren. Durch die Darstellung dieser Datenpunkte auf einer Karte mit farbcodierten Routen, die das Ausmaß der Vibration anzeigen, bieten diese Tools eine visuell intuitive und präzise Methode zur Bewertung des WBV-Risikos. Dieser innovative Ansatz verbessert nicht nur die Genauigkeit von WBV-Expositionsbewertungen durch die Einbeziehung von Fahrzeuggeschwindigkeits- und Routeninformationen, sondern bietet auch ein leistungsstarkes Mittel zur Vorhersage der A(8)-Vibrationsexposition – eine Metrik für die WBV-Bewertung über acht Stunden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der WBV-Risikobewertung in fahrenden Fahrzeugen erheblich verbessert und gezielte Eingriffe zur Reduzierung der Exposition ermöglicht.

Studie: Bewertung der Sitzvibrationen in fahrenden Autos bei unterschiedlichen Straßenbedingungen

In der Studie wurde der SVANTEK SV 100A, ein hochmodernes, ISO 8041:2-konformes Ganzkörper-Vibrationsbelastungsmessgerät, verwendet, um Sitzvibrationen in einem Skoda Superb zu messen, der auf Strecken mit unterschiedlicher Straßenqualität unterwegs war. Ziel war es, die auf den Sitzen spürbaren Vibrationen zu erfassen und zu analysieren, wenn das Fahrzeug zwischen Abschnitten mit schlechten und guten Straßenverhältnissen fuhr. Der SV 100A zeichnete den zeitlichen Verlauf der beschleunigungsgewichteten (aw) RMS- und VDV-Werte sowie ungewichtete Terzspektren auf und lieferte so eine detaillierte Beschreibung der Vibrationspegel während der Fahrt.

In Verbindung mit dem SV 100A ermöglichte ein in der Fahrzeugkabine installiertes Smartphone die Erfassung von Echtzeit-GPS-Daten und ermöglichte so die präzise Korrelation von Vibrationsmessungen mit Fahrzeugstandort und -geschwindigkeit. Diese Integration von Vibrationsdaten mit geografischen und Geschwindigkeitsvariablen ermöglichte eine umfassende Analyse der Auswirkungen der Straßenqualität auf die Sitzvibrationsniveaus. Die gesammelten Daten wurden in der Supervisor-Software weiterverarbeitet und ermöglichten eine genaue Bewertung der Vibrationsbelastung und ihrer Variabilität auf verschiedenen Straßenabschnitten, wodurch das Verständnis der Auswirkungen von Ganzkörpervibrationen auf Fahrzeuginsassen verbessert wurde.

Abbildung 1. SV 100A Wireless Ganzkörper-Vibrationsmessgerät

Analyse der Schwingungsbelastungswerte nach ISO 2631-1

Die umfassende Analyse der Schwingungsbelastung in Fahrzeugen, durchgeführt nach ISO 2631-1, erfolgte in vier Schritten, die jeweils auf dem vorherigen aufbauen, um unser Verständnis zu vertiefen und die Komplexität der Schwingungsbelastungsrisiken zu berücksichtigen.

Der erste Schritt umfasste die Beurteilung der Vibrationsexposition, um einen Anstieg der Vibrationsstärke festzustellen. Während diese Phase bestätigte, dass die Vibrationswerte tatsächlich zunahmen, blieben kritische Fragen zu den Ursachen dieses Anstiegs und den erforderlichen Strategien zur Minderung potenzieller Expositionsrisiken offen.

Abbildung 2. In der Supervisor-Software berechnete Vibrationsexpositionswerte

Im zweiten Schritt untersuchte die Analyse den zeitlichen Verlauf der Schwingungsstärken (awmax). In dieser Phase wurde der Anstieg der Vibrationspegel weiter quantifiziert, es gelang jedoch wie im ersten Schritt nicht, Einblicke in die zugrunde liegenden Gründe für diese Veränderungen zu gewinnen oder wirksame Interventionen vorzuschlagen.

Abbildung 3. Zeitverlauf von awx mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten

Der dritte Schritt stellte einen Wendepunkt in der Analyse dar, bei dem awmax-Werte auf einer Karte aufgezeichnet wurden, um den Zusammenhang zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit, Straßenqualität und Vibrationsamplituden zu untersuchen. Es wurde beobachtet, dass Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit auf Straßen guter Qualität keinen wesentlichen Einfluss auf die Vibrationspegel hatten, was darauf hindeutet, dass die Qualität der Infrastruktur eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Vibrationsbelastung spielt. Andererseits führte eine Erhöhung der Geschwindigkeit auf Straßen schlechter Qualität zu einem erheblichen Anstieg der Vibrationsstärke, was den Einfluss des Straßenzustands auf die Vibrationswerte verdeutlicht.

Abbildung 4. a_wmax -Werte, dargestellt auf einer Karte auf einer Straße mit guter Qualität

Abbildung 5. a_wmax-Werte, dargestellt auf einer Karte auf einer Straße mit schlechter Qualität

Im vierten Schritt der Studie wurden Terzspektrogramme verwendet, um die Zunahme der Vibrationen auf Straßen schlechter Qualität visuell darzustellen. Dieser Ansatz lieferte eine klare und detaillierte Darstellung, wie sich unterschiedliche Straßenoberflächen auf Vibrationsfrequenzen und -intensitäten auswirken, und ermöglichte so ein differenzierteres Verständnis der Faktoren, die zu erhöhten Vibrationsniveaus beitragen.

Abbildung 6. Unbewertete Effektivwerte (RMS) in Terzbändern

Schlussfolgerungen

Der Einsatz fortschrittlicher Vibrationsdosimeter mit GPS-Technologie ermöglichte eine präzise und umfassende Bewertung der Vibrationsexposition des gesamten Körpers durch Korrelation der Vibrationsdaten mit bestimmten Standorten und Fahrzeuggeschwindigkeiten.
Die resultierenden Vibrationsdiagramme auf Karten erleichterten die Identifizierung schlechter Straßenbedingungen, während Geschwindigkeitsdaten zu einer genaueren Bewertung von Expositionsrisiken und möglichen Minderungsstrategien beitrugen.
Durch diese vier Schritte erfüllte die Studie nicht nur die Anforderungen der ISO 2631-1, sondern verbesserte auch unsere Fähigkeit, die Ganzkörpervibrationsbelastung in fahrenden Fahrzeugen effektiv zu bewerten und zu bekämpfen.

Fordern Sie weitere Informationen an
auf dem Vibrationsdosimeter SV 100A

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