Τι είναι η τυχαία δόνηση;

Η τυχαία δόνηση είναι οποιαδήποτε δόνηση που δεν ακολουθεί ένα μοτίβο.Είναι παρούσα σε κάποιο βαθμό σε μια μεγάλη ποικιλία μηχανικών και ηλεκτρικών συστημάτων.Αν και οι τυχαίες κραδασμούς δεν μπορούν να προβλεφθούν ακριβώς, τα στατιστικά στοιχεία μπορούν να δημιουργήσουν χρήσιμες πληροφορίες για τα περιβάλλοντα των κραδασμών.Τα αυτοκίνητα στον αυτοκινητόδρομο και την εκτόξευση πυραύλων είναι δύο καταστάσεις που μπορούν να αντιμετωπίσουν έντονες τυχαίες κραδασμούς.Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν στατιστικά δεδομένα για να προσομοιώσουν αυτή τη δόνηση στο εργαστήριο.

Ορισμένες πιθανότητες τυχαίας συμπεριφοράς κραδασμών συχνά μπορούν να προβλεφθούν.Για παράδειγμα, εάν ένα αυτοκίνητο στον αυτοκινητόδρομο δονείται τυχαία στην κατακόρυφη κατεύθυνση, οι μελλοντικές του θέσεις πάνω από το έδαφος δεν μπορούν να γίνουν γνωστές ακριβώς.Ωστόσο, η πιθανότητα το αυτοκίνητο θα είναι πάνω από ένα ορισμένο ύψος, μπορεί να προβλεφθεί.Αυτό είναι δυνατό επειδή η τυχαία συμπεριφορά ακολουθεί μια κανονική κατανομή ή "καμπύλη καμπάνας".Η συμπεριφορά ενός τέτοιου συστήματος μπορεί να αναλυθεί με τα εργαλεία των στατιστικών.

Η στατιστική ανάλυση μπορεί να δώσει πληροφορίες όπως η μέση τιμή πολλών μετρήσεων.Στο παράδειγμα του αυτοκινήτου, το μέσο ύψος από το έδαφος μπορεί να είναι κάτι σαν 1 πόδι (30,5 cm).Σε ένα επαρκώς μεγάλο δείγμα μετρήσεων, τα στατιστικά στοιχεία μπορούν επίσης να δώσουν τυπικές αποκλίσεις.Μια τυπική απόκλιση είναι η απόσταση από τη μέση τιμή που περιέχει το 68,2% όλων των σημείων δεδομένων.Για τη δοκιμή κραδασμών αυτοκινήτων, το 68,2% των μετρήσεων ύψους μπορεί να είναι εντός 1 ίντσας (2,54 cm) του μέσου ύψους.

Όταν υπολογίστηκε η τυπική απόκλιση των δεδομένων δοκιμών, οι μηχανικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτό για να σχεδιάσουν προϊόντα.Οι τυχαίες συνθήκες κραδασμών σε πολλές διαφορετικές οδούς είναι παρόμοιες, οπότε τα στατιστικά δεδομένα είναι αρκετά αξιόπιστα.Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν αυτά τα δεδομένα για να αναπαράγουν τις συνθήκες κραδασμών σε ένα εργαστήριο, όπου είναι ευκολότερο να διεξάγονται δοκιμές σε διαφορετικά σχέδια προϊόντων.

Μια άλλη κατάσταση που βιώνει τυχαία δόνηση είναι μια εκτόξευση πυραύλων.Τα ωφέλιμα φορτία πυραύλων αισθάνονται μια αρχική ακίδα στη δόνηση όταν ο κινητήρας ανάφλεξε.Λίγα δευτερόλεπτα αργότερα, οι δονήσεις προέρχονται κυρίως από την καύση του κινητήρα.Αφού ο πυραύλος ξεπεράσει την ταχύτητα του ήχου, ο κραδασμός είναι κυρίως από κύματα σοκ και αεροδυναμικές επιδράσεις στο όχημα.Αργότερα, κάποια δόνηση μπορεί να προκύψει από μικρότερους προωθητές που διορθώνουν τον προσανατολισμό του πυραύλου.

Όπως με το αυτοκίνητο, οι ρουκέτες και τα ωφέλιμα φορτία τους πρέπει να σχεδιάζονται για να επιβιώσουν τυχαία δόνηση.Οι μηχανικοί πρέπει να γνωρίζουν τα στατιστικά στοιχεία της δόνησης, ώστε να μπορούν να αναπαράγουν αυτές τις συνθήκες στο εργαστήριο.Θα ήταν ανέφικτο να ξεκινήσετε έναν πυραύλο δοκιμής κάθε φορά που έπρεπε να δοκιμαστεί ένας νέος σχεδιασμός ωφέλιμου φορτίου.Αντίθετα, οι μηχανικοί βάζουν αισθητήρες στις ρουκέτες που ξεκινούν και στη συνέχεια χρησιμοποιούν αυτά τα δεδομένα αργότερα.