Wat is willekeurige trillingen?

Random trilling is elke trilling die geen patroon volgt.Het is tot op zekere hoogte aanwezig in een breed scala aan mechanische en elektrische systemen.Hoewel willekeurige trillingen niet exact kunnen worden voorspeld, kunnen statistieken nuttige informatie genereren voor trillingsomgevingen.Auto's op de lancering van de snelweg en raketten zijn twee situaties die te maken kunnen krijgen in intense willekeurige trillingen.Ingenieurs gebruiken statistische gegevens om deze trillingen in het laboratorium te simuleren.

Bepaalde waarschijnlijkheden van willekeurig trillingsgedrag kunnen vaak worden voorspeld.Als een auto op de snelweg bijvoorbeeld willekeurig trilt in de verticale richting, kunnen de toekomstige posities boven de grond niet precies bekend zijn.De kans dat de auto boven een bepaalde hoogte zal zijn, kan echter worden voorspeld.Dit is mogelijk omdat willekeurig gedrag een normale verdeling of "belcurve" volgt.Het gedrag van een dergelijk systeem kan worden geanalyseerd met de hulpmiddelen van de statistieken.

Statistische analyse kan informatie geven zoals de gemiddelde waarde van veel metingen.In het voorbeeld van de auto kan de gemiddelde hoogte van de grond zoiets zijn als 1 voet (30,5 cm).In een voldoende groot monster van metingen kunnen statistieken ook standaardafwijkingen geven.Eén standaardafwijking is de afstand tot de gemiddelde waarde die 68,2% van alle gegevenspunten bevat.Voor de Car Vibration Test kan 68,2% van de hoogtemetingen binnen 1 inch (2,54 cm) van de gemiddelde hoogte zijn.

Wanneer de standaardafwijking van testgegevens is berekend, kunnen ingenieurs dit gebruiken om producten te ontwerpen.De willekeurige trillingsomstandigheden op veel verschillende snelwegen zijn vergelijkbaar, dus de statistische gegevens zijn redelijk betrouwbaar.Ingenieurs gebruiken deze gegevens om trillingsomstandigheden in een laboratorium te repliceren, waar het gemakkelijker is om tests op verschillende productontwerpen uit te voeren.

Een andere situatie die willekeurige trillingen ervaart, is een raketlancering.Rocket -ladingen voelen een eerste piek in trillingen wanneer de motor ontsteekt.Enkele seconden later zijn trillingen voornamelijk van de motorverbranding.Nadat de raket de snelheid van het geluid overtreft, is trillingen voornamelijk van schokgolven en aerodynamische effecten op het voertuig.Later kan enige trillingen het gevolg zijn van kleinere boegschroeven die de oriëntatie van de raket corrigeren.

Zoals bij de auto, moeten raketten en hun ladingen worden ontworpen om willekeurige trillingen te overleven.Ingenieurs moeten de statistische gegevens van de trillingen kennen, zodat ze deze voorwaarden in het laboratorium kunnen reproduceren.Het zou onpraktisch zijn om een testrocket te lanceren telkens wanneer een nieuw payload -ontwerp moest worden getest.Integendeel, ingenieurs zetten sensoren op de raketten die worden gelanceerd en gebruiken deze gegevens later.