- 文献综述（或调研报告）：
实木工件表面精加工现大多采用砂光机来完成，因此砂光机制造行业也是家具、木制品、建材与装修等行业的精加工装备制造产业。现有的砂光机存在以下问题：首先，手提式砂光机作为一种手持工具，工人自然会受到手传振动的影响，而使用电动工具所产生的手传振动影响了大约15％的工人[1]。此外，砂光机噪声对人体心率也有一定的影响：在英美等国家,木工砂光机的噪声都低于90 dB,而国产砂光机的噪声超过了国家标准规定的噪声最大值90 dB,主要噪声声源附近的噪声甚至超过100 dB[2-4].人耳对低频声有很强的鉴别能力,但就感受能力而言,大体来说高频声对人体的心率及脑波等生理因素会产生更大的影响[5-6]。不仅如此，砂光机在空转时（没有人为握住手柄）会产生一定的打转现象。
关于手提式砂光机的结构，可以把它简化为一个转轴带动偏心轴承的运动机构。偏心轴承与底座固连，带动底座做高速旋转运动，从而让机器对家具、木制品等进行打磨。关于轴承模型的建立，Jones A B[7]在1959年最早分析了轴承拟静力学问题,用Coulomb摩擦定律研究了轴向载荷作用下的角接触轴承,分析了接触界面滑移、球的运动与滑动摩擦,奠定了球轴承的动力学基础。随后又考虑了轴与支承的变形,建立了5自由度模型,得到了球与滚子轴承弹性变形的通解[8]。其模型中没有考虑弹流润滑的作用和保持架对轴承力矩的影响,这一模型常被称为沟道控制理论,在存在润滑膜时,这一模型有重要缺陷。Harris T A等后来考虑润滑作用发展了拟静力学方法。拟静力学方法的主要缺点是不能分析轴承性能及其中影响参数随时间的变化。1971年Walters C T[9]建立了4自由度球、6自由度保持架模型,研制了BASDAP分析软件,首次分析了高速球轴承的动力学问题。2002年K. M. Al-Hussain 和 I. Redmond建立了刚性双转子非对称模型, 并分析了其在不对中联轴器连接下的动态响应 [10-11] 。2010年，I. Redmond建立了含有非线性轴承的非对称柔性耦合系统，并对其动力学特性进行了研究[12]。 在以上模型的基础上，2015年双转子三轴承系统建立，此模型考虑到有限元分析的剪切效应与陀螺效应，对于线性与非线性两种系统都做有研究。不仅如此，此文献还研究了带一偏性质量的刚性耦合系统和带两偏性质量的柔性耦合系统等的动力学特性[13]。
当然，本项目也要对砂光机的振动问题进行研究。机械振动是研究振动问题的基础。二千多年前,人们就利用振动把衣服上的尘埃抖掉,到1673年,惠更斯首次提出物理摆理论。1921年H.Holezr提出解决轴系扭转振动问题的方法.在振动问题中,利用微振动理论解决了很多规则振动问题,但有些问题仍然得不到解决。到了二十世纪三十年代,机械振动的研究开始由线性向非线性方向发展。五十年代起随着高速飞机与火箭技术的发展,机械振动也从简谐振动发展到随机振动。七十年代,自动控制理论,有限元理论,计算机技术的发展,先进的测量技术的出现,使人们有可能解决更加复杂的振动问题,促进了振动学科的迅速发展。1973年A.W. Leissa便建立了最简单的振动模型：矩形板自由振动模型，此模型一度成为振动模型的典范。关于此模型的敏感性分析也在2013年被Myung-Soo Choi和Jung-Hwan Byun研究出来。2011年，M Boscolo和JR Banerjee提出了基于平板的动态刚度法平面自由振动分析，也是解决平面自由振动问题的参考[14-16]。此外，非线性模态最早的研究应从Kauderier的工作算起。而非线性模态的概念是Rosenberg[17-20]在对离散、无阻尼、保守非线性系统的自由振动进行研究时引入的,他认为非线性模态是一种运动,并根据这种运动在系统构形空间中是对应通过平衡位置处的直线段还是曲线段,将非线性模态分为相似模态和非相似模态。
砂光机作为一种手持工具，工人往往也会受到手传振动的影响。手传振动是指生产中使用振动工具或接触受振动工件时，直接作用或传递到人手臂的机械振动或冲击［21］。手传振动广泛存在于各行业中，对接触手传振动工人健康造成不同程度的危害［22-23］。现有的评价手传振动的标准有两种：1、ISO5349 体系[24-25]国际标准化组织于1979年颁布了手传振动测量与评价标准 ISO5349－1979，分别在1986年、2001年进行修订。ISO5349 认为振动对人的作用受频率、振动幅值和暴露时间的影响，以加速度均方根值为指标。2、吸收功率法[26-27]，以人体承受的能量来评价振动的大小。对于吸收功率法，Jennie H. Dong, Ren G. Dong, Subhash Rakheja等人发明了一种计算振动工具的手臂对人手的吸收功率的方法 [28] 。此方法基于振动诱导的人类手臂亚结构的损伤或疾病因子与分布在把手—人手系统中的振动功率关联的假设，建立了结合手指以及手掌的五自由度模型。为了减少手传振动带来的危害，人们做了一些研究。这些研究专注于改进悬挂系统，以减少振源和人手之间的震动传递[29-31]。虽然这些研究给出了减少手传振动的建议，但是手传振动引起的健康问题，人体手臂系统对手传振动的响应特性，在国内还没有引起足够的重视，应该大力开展这方面的工作，以减少手传振动对人体的伤害。
参考文献：
[1]Margarita Vergara, Joaquiacute;n-Luis Sancho, Pablo Rodiacute;guez, etc. Hand-transmitted vibration in power tools: Accomplishment of standards and usersrsquo; perception [J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 2008, 38(9-10):652-660.
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