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8.9一般噪声控制原理
8.9.1 外壳中的声音（车辆内部）
对于规则形状的小外壳（例如立方体，圆柱体），可以以精确的数学术语确定声场。理论上存在无数的自然频率和模式，并且情况类似于具有相似形状的均匀弹性体的振动。适当地定位在这种外壳中的宽带源能够具有激发的驻波图案，导致对位置敏感的SPLs。
在车辆内部中遇到的复杂形状意味着这种分析技术不适用，并且声场趋于扩散。与前面段落中描述的驻波行为相比，在整个车辆内部，声压级趋向于变化更小。通常，存在多个在车辆内部发射噪声的声源，并且这些可以产生叠加在较低水平的宽带噪声上的离散分量。
8.9.2 声能吸收
吸收是影响外壳中声学环境的最重要因素之一。增加内表面的平均吸收是一种相对便宜的方式来减小外壳中的声音水平，并且在车辆内部是有效的。吸收系数alpha;被定义为表面吸收的声能与入射到其上的声能的比率。 其值取决于入射角，并且由于在外壳中所有入射角都是可能的，因此alpha;的值在宽范围的角度内被平均。 吸收还取决于频率，公布的数据通常引用标准倍频带中心频率处的值。对于具有多种不同内表面材料的外壳，可以确定（对于n个表面）平均吸收系数alpha;：
(8.84)
其中S =表面积。 通常，具有高吸收水平的材料是多孔材料，其中空气分子的移动受到材料的流动阻力的限制。 典型的吸收系数可以在（Beranek，1971）中找到。
8.9.3 通过障碍物的声音传播
车辆中的主要噪声传输路径之一是通过将舱室空间与发动机舱隔开的舱壁。 隔板可以被认为是声屏障。 声障的有效性通常以传输损耗TL表示。这是入射声能与传输声能的比率，用dB表示。对于薄的均匀势垒和随机入射（在从0至72度），可以表示（Wilson，1989）场入射传输损耗由下式给出：
TL = 20 log10(fm)- 47 dB （8.85）
其中f是声音的频率，单位为Hz，m是屏障每单位面积的质量，单位为kg / m2。
公式8.85适用于所谓的质量控制频率区域，其中传输损耗每倍频程增加6dB，而在给定频率下，双倍的势垒厚度或密度增加传输损耗6dB。 由此可见，增加传输损耗的有效手段是使用高密度材料用于声屏障。
通过屏障的声音传输通过面板弯曲刚度和面板共振在低频处理; 这些倾向于降低它们的低频有效性。 屏障可以被认为是质量控制的，高于其最低固有频率的两倍，但低于临界频率fc。 该频率与障碍物中的声音作为弯曲波传播的能力相关，并且当入射波的波长与弯曲波长lambda;B重合时发生。 这可以发生的最低频率是当入射声掠过屏障的表面并且由下式给出时：
(8.86)
在实践中，入射角的范围从零变化到小于90度，这意味着与重合相关的传输损耗的减小发生在比等式8.86给出的值稍高的频率处。 即使是最小的孔，障碍物的效率也急剧降低，并且当需要电子牵引和管道系统在发动机与客舱之间运行时，可能在噪声隔离方面造成问题。
在实践中，由致密芯和吸收材料的表面层组成的层状材料可以执行提供具有高传输损耗的声音吸收的双重作用。
8.10 参考文献和进一步阅读
省略
- 乘员住宿：人体工程学方法
J. Mark Porter, Ph D, FErg S, Eur Erg
C. Samantha Porter, Ph D, FErg S, CPsychol
本章的目的是：
bull; 强调人类工程学因素从概念向前连接到设计过程中的需要;
bull; 指出在试图为人们设计车辆时的常见误解;
bull; 演示分析人为因素并纳入设计过程的方法;
bull; 通过示例建议如何实现这个设计过程和未来的方法。
9.1 介绍
至关重要的是，人体工程学输入到车辆或产品在整个设计过程中发生，但是在任何地方比在设计的概念和早期开发阶段更重要。 基本人体工程学标准，例如对未来用户范围采用健康且有效的姿势需要在很早的阶段得到满足，因为在该过程中通常只有有限的修改范围，而不会引起严重的财务后果。
然而，汽车设计一直专注于造型和工程功能。 因此，车辆设计的这些方面通常优先于内部的人体工程学方面，使那些负责对乘客的健康负责的人具有困难的，即使不是不可能的任务。 例如，座位设计者被给予简要说明以确保车辆的潜在所有者或用户在坐在陈列室中和在长途旅行期间宣布其舒适。 许多因素可能会阻止这种情况，包括：
bull;潜在的所有者和用户可能没有根据他们的身体尺寸和比例或他们的功能能力（例如操作控制的强度;联合移动性的范围，进入和退出，达到控制或扭转看看倒车时）。
bull;座椅设计者对驱动包装的“设计”几乎没有输入。 结果，使用者可能遭受不良的姿势，慢性不适和严重的健康问题，例如突出的腰椎间盘（滑动的椎间盘）和在碰撞期间的不必要的伤害。
bull;使用CAD的“数字模型”的开发减少了在车辆开发期间准备的传统全尺寸实体模型的数量。 这些全尺寸实物模型是为了可视化和评估制造问题。 然而，他们也有巨大的好处，他们可以用于潜在的乘客体验驾驶包和住宿整个车辆的发展。 这种可能性现在更有限并且通常在比以前更晚的阶段进行。
作者认为，车辆提供的住宿质量是一个极为重要的问题，这已成为本章的重点。住宿质量指示了潜在用户群体将能够适合在车辆中的百分比，并且在身体周围具有足够的间隙。此外，潜在驾驶员必须能够看到显示器和道路环境，同时操作各种控制并保持一定范围的健康姿势。如果任何个人驾驶员不能实现这些基本的，但必要的标准，那么许多人将决定购买或使用更合适的替代车辆。车辆的成功或失败可以以许多方式测量，但制造商的最重要的单一措施是其市场份额的百分比。无法解释如何对早期概念设计决策的审美作出承诺，例如规定内部净空的屋顶线的高度和轮廓，可以允许“设计出”10-20％的男性驾驶员。通常，这种折衷通常是默认而不是决策，因为设计团队不知道各种方法和工具来帮助预测和量化这些问题。因此，本章的目的之一是提供关于这些方法和工具的信息。重要的是要记住，吸引额外的10-20％的销售给住宿水平较低的车辆生产，而不是在设计期间阻止这个百分比的潜在购买者“设计”昂贵得多机动车。
许多制造商在开发新车辆中采用的传统程序是按流程顺序的，并且可以简单地描述为设计“内外”。首先考虑外部造型，然后在该体积内拟合工程（Tovey，1992）。设计新车辆的另一种方法是设计“内向外”（Porter＆Porter，1998）。这种方法将促进更清楚地关注车辆内部的乘客问题。例如，未来乘员的尺寸，数量和年龄以及他们优选的姿势，视线和到达范围的细节将有助于限定他们在车辆中将需要的体积，而不会忘记占用所需的空间，例如购物，高尔夫俱乐部，折叠式婴儿车和宠物。然后，控制和显示界面将围绕这些人科技的设计，具有他们的手，脚和眼睛位置的范围。车辆的外部然后需要容纳人和工程。
成功的设计与在所施加的约束（通常是时间，成本和立法）内工作有很多关系，并且在可行的情况下实现最佳妥协。 如果影响住宿和舒适的基本人体工程学问题从一开始就没有建立，这种妥协将是不可能实现的。
本章开始讨论人机工程学及其在设计中的作用的常见谬误。这些谬误需要被暴露出来，希望许多读者能够提供自己的例子，他们在哪里他们有类似的误解。接下来描述人类工程师如何在车辆行业，以及如何和何时在设计和开发车辆时与设计师和工程师交流。下一节将介绍有关预测和评估方法和工具的实用细节，以帮助促进高水平的居住者住宿，从人体模型和人类建模CAD系统等人体测量学工具到道路试验和所有者问卷调查。然后通过由车辆人机工程组，SAMMIE CAD和考文垂艺术设计学院进行的两个案例研究来说明“内外”主题。这种方法越来越重要的是对未来趋势的讨论支持，本章结尾提出了进一步阅读的建议。
9.2八个基本谬误
直到最近，许多汽车公司没有正式的结构来识别和处理他们的车辆的设计和开发中的人体工程学问题。 其原因可能包括对人体工程学的使用和价值的一些误解，如下面描述的八个基本谬误所示。 前五个谬误取自Pheasant（1996），最后三个来自Porter和Porter（1997）。 这些例子来自作者自己的经验。
- 设计对我来说是令人满意的，因此，对于其他人来说，这是令人满意的。
在这种情况下，最终的设计可能适应设计师和高级管理层。 车辆人机工程学组代表主要制造商对车主进行了几次大型调查。 一项这样的调查结果显示，一半的男性司机抱怨说，在体育模式中座位太窄了。 这个明显的错误的原因是，主席对这个模型有相当大的兴趣，座椅是根据他的需要设计的。 当他被测量时，他被发现有一个第50百分位数（即平均）男性臀部宽度，这解释了为什么50％的男性业主有一个问题：他们的臀部比主席宽。
- 这种设计对于普通人来说是令人满意的 - 因此，对于其他人来说将是令人满意的。
不幸的是，对于汽车设计师来说，没有这样的事情，平均男人或女人，或孩子的事情。 这在Daniels（1952）的经典研究中得到证实。 4000飞行机组人员在各种维度上进行测量，并且每个“平均”类别被非常粗略地计算为算术平均值加和减0.5标准偏差。 分析显示，没有一个船员在10个维度上是“平均”的，对于4个维度，小于2％的“平均”。 这历史上被称为“一般人的谬误”，因为他或她不存在。
因此，人的可变性通常是设计中的问题。尺寸或重量样品的统计平均值绝对没有提供关于该样品的变化的任何信息。可以测量两个驾驶员的身高，并计算其平均值。两者都不可能有这个平均身材，并且有可能他们的身材将躺在这个虚构的“平均”身高之上和之下许多厘米。如果门口设计使用这个平均身材，那么两个司机中的一个将被“设计出来”;完全不可接受的50％成功率。然而，从工程观点来看，平均值是生产线上每个物品的尺寸和重量的非常有用的预测器，因为它们的变化性是通过仔细选择材料和制造方法而设计的。将CD-ROM安装到计算机中的预期成功率为100％，因为它们都被制成相同的规格。这种方法不适用于人，为了销售尽可能多的车辆，必须了解人的变异性。描述和应对可变性的人体工程学方法对于设计者和工程师来说并不是众所周知的，并且这导致差的通信，并且在许多情况下导致差的设计。
比较差的设计的例子就是安装在美国和加拿大汽车方向盘的气囊。 小型女司机被告知在由于包的爆炸力而不是汽车的撞击引起的一系列死亡后，停用他们的驾驶员包。 这些袋子被设计成容纳第50个百分位的男性碰撞模型，这个决定使得小女性处于危险之中，因为他们更靠近方向盘。 因此，它们可以在气囊仍在膨胀时撞击气囊。 绝对不能使用平均值或第50百分位数值来指定间隙，最小到达距离或最大控制力。
产品特性的可变性通常由制造过程设计以使产品成功。 变异性是为人类“遗传”设计的，任何不适应这种变异性的产品都会导致人们被设计出来或以某种方式受苦。
- 人的可变性是如此之大，以至于不可能在任何设计中满足 - 但是由于人们是奇妙的适应性，无论如何不要紧。
人们是适应性的，但研究结果表明，他们不适应不够。 作者进行了几项研究，以检查暴露于驾驶汽车和报告不适和疾病缺乏工作之间的关系。 结果清楚地表明，低背痛是高里程（lt;25000miles /年）驾驶员（约60-80％的人经常经历低背部不适）经历的主要抱怨。
在对英国公众600名成员的调查中（Gyi和Porter，1995），发现高里程汽车司机的平均天数为22.4天，他们开车超过25天 在过去12个月中为000英里，相比之下，低里程汽车司机只有3.3天，开车不到5000英里。 对于那些将工作作为工作的一部分的人来说，对于那些每周开车超过20小时的人来说，平均每天缺少低背部疾病的天数是51.3天，而开车不到10小时的人则为8.1天每周。这相当于疾病缺席的6倍。
其他几项研究已经确定，长时间的驾驶与下腰痛的发生有关。 在美国男性（Frymoyer等人，1983; Damkot等人，1984），英国男性（Walsh等，1989）和法国商业旅行者（Pietri等，1992）的横断面调查中已经显示。 美国成年人的病例对照研究（Kelsey和Hardy，1975）也显示，曾经有过一半或更多的工作日驾驶的工作的人几乎是发展成急性疝的腰椎间盘的三倍 （即“滑动”盘）。
已经根据由不适引起的标准，由于腰椎间盘退变引起的疾病缺失，建立了高驾驶感觉和低背部疾病的增加的流行之间的这种联系。有意思的是，这些研究中的一些报告指出，当驾驶风险大于工作日的一半时，这种关系是最大的（Porter和Gyi，1995）。
Porter等人。 （1992）发现，对于在驾驶包内提供高水平的可调节性的汽车和当提供自动变速箱（由于两个姿势的减少而产生的自动变速箱的益处），对于那些汽车的低背部疾病或疾病缺乏的报告较少 约束和姿势固定性）。 这表明设计确实可以满足人类的变异性和良好的效果。
4.人体工程学是昂贵的，并且由于产品实际上是在外观和造型上购买的，人体工程学考虑可以方便地被忽略。
人体工程学可能是昂贵的，如果它是一个后想，带来以纠正
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