Vibration

Vibration är en svängningsrörelse kring ett jämviktsläge i ett mekaniskt system. De oscillerande svängningarna kan vara periodiska som hos en pendelm, eller slumpässiga som skakningarna hos ett hjul som rullar på en guppig grusväg.

Vibrationer kan vara önskvärda. Ett exempel är stämgaffelns svängningar, liksom konen på en högtalare. Men det är vanligare att vibration är oönskad, slukar energi och skapar buller. Exempelvis brukar skakningar från motorer vara oönskade. Oönskade vibrationer kan vara orsakade av obalans i roterande delar, ojämn friktion, tandmönster hos kugghjul och så vidare. Omsorgsfull design kan ofta minska vibrationer avsevärt.

Teoribildningarna kring ljud/buller respektive vibration är närbesläktade. Ljud är tryckvågor som orsakats av vibrerande föremål; t ex en sångares stämband. Analogt kan tryckvågor skapa vibration hos föremål, så som örats trumhinna. Likheten gör att bullerdämpningsproblem ofta handlar om att förebygga vibration.

Mätning av vibration

Vibration kan mätas i storheterna förskjutning, hastighet eller acceleration. För storheten acceleration används SI-enheten m/s². Ibland används istället en multipel av jordaccelerationen g. Mätresultaten brukar presenteras som toppvärde eller effektivvärde.

Svängningar styrs av olika typer av krafter: masskrafter, återförande krafter, dämpande krafter och störande (pådrivande, exciterande) krafter.

Se även självsvängning och vågrörelse.

Vibrationer och människokroppen

Ett vibrerade system kan innehålla mänskliga kroppsdelar eller organ (Eng: 'Human vibration'). Genom AFS 2005:15 Vibrationer finns numera hygieniska gränser för yrkesmässig exponering av s k helkroppsvibration resp hand-arm vibration. Vid bedömning av hur människokroppen påverkas av en viss vibration, filtreras först vibrationssignalen för att ta hänsyn till hur vibrationer med olika frekvenser fortplantas till kroppens inre organ. Filtreringen undertrycker dels mycket långsamma svängningar, dels mycket snabba svängningar. Effekten kan illustreras med att hoppa Bungy Jump. Vid ett sånt hopp kan man utsättas för 20 - 30 m/s2 acceleration med tämligen låg frekvens. Efter frekvensviktning undertrycks det lågfrekventa innehållet i signalen mycket kraftigt. Därför kan det vägda mätresultatet sjunka till under 1 m/s2; d v s mindre än vid grovbrytning av väg med bandschaktare. Så är också bandtraktorkörning i normalfallet mer hälsovådligt än Bungy Jumping. För helkroppsvibration är Insatsvärdeent 0.5 m/s2, medan Exponeringsgräns är 1.1 m/s2 i medelvärde över en normal arbetsdag om 8 timmar. För upprepad exponering av stötformig helkroppsvibration hänvisar Vibrationsföreskriften till standard SS-ISO 2631-5. Med denna metod används mätdata över uppåtriktade mekaniska stötar, för att beräkna kotkompressionstryck Sed. Om Sed är under 0.5 MPa anses hälsorisken vara låg. Vid mätning på förarsits i buss på gator med fartdämpande vägbulor, har Sed i många fall varit över 0.8 MPa (vilket innebär hög hälsorisk).

Källor

• Delar av texten är omarbetad efter Engelska Wikipedia.