Co jsou náhodné vibrace?

Náhodné vibrace jsou jakékoli vibrace, které nesledují vzorec.Je do jisté míry přítomen v široké škále mechanických a elektrických systémů.Ačkoli náhodné vibrace nelze přesně předpovědět, statistiky mohou generovat užitečné informace pro vibrační prostředí.Auta na startu na dálnici a raketách jsou dvě situace, které mohou čelit intenzivním náhodným vibracím.Inženýři používají statistické údaje k simulaci těchto vibrací v laboratoři.

Často lze předvídat určité pravděpodobnosti chování náhodných vibrací.Například, pokud auto na dálnici náhodně vibruje ve svislém směru, jeho budoucí pozice nad zemí nelze přesně znát.Pravděpodobnost, že auto bude nad určitou výškou, však lze předvídat.To je možné, protože náhodné chování se řídí normálním rozdělením nebo „zvonovou křivkou“.Chování takového systému lze analyzovat pomocí statistických nástrojů.

Statistická analýza může poskytnout informace, jako je průměrná hodnota mnoha měření.V příkladu vozu může být průměrná výška mimo zemi něco jako 1 stopa (30,5 cm).V dostatečně velkém vzorku měření mohou statistiky také poskytovat standardní odchylky.Jednou z standardních odchylek je vzdálenost od střední hodnoty, která obsahuje 68,2% všech datových bodů.Pro test vibrací vozidla může být 68,2% měření výšky do 1 palce (2,54 cm) od střední výšky.

Když byla vypočtena standardní odchylka testovacích dat, inženýři to mohou použít k navrhování produktů.Podmínky náhodných vibrací na mnoha různých dálnicích jsou podobné, takže statistické údaje jsou poměrně spolehlivé.Inženýři používají tato data k replikaci podmínek vibrací v laboratoři, kde je snazší provádět testy na různých návrzích produktů.

Další situací, která zažívá náhodné vibrace, je zahájení rakety.Užitečné zatížení raket cítí počáteční nárůst vibrací, když se motor vznítí.O několik sekund později jsou vibrace primárně z pálení motoru.Poté, co raketa překoná rychlost zvuku, jsou vibrace hlavně z rázových vln a aerodynamických účinků na vozidlo.Později mohou některé vibrace vyplynout z menších trysků, které opravují orientaci rakety.

Stejně jako u automobilu musí být rakety a jejich užitečná zatížení navrženy tak, aby přežily náhodné vibrace.Inženýři musí znát statistická data o vibracích, aby mohli tyto podmínky reprodukovat v laboratoři.Bylo by nepraktické spustit testovací raketu pokaždé, když je třeba otestovat nový design užitečného zatížení.Spíše inženýři vkládají senzory na spuštěné rakety, a poté tato data použijí později.