Hva er tilfeldig vibrasjon?

Tilfeldig vibrasjon er enhver vibrasjon som ikke følger et mønster.Det er til stede til en viss grad i et bredt utvalg av mekaniske og elektriske systemer.Selv om tilfeldig vibrasjon ikke kan forutsies nøyaktig, kan statistikk generere nyttig informasjon for vibrasjonsmiljøer.Biler på lanseringen av motorveien og raketter er to situasjoner som kan møte intens tilfeldig vibrasjon.Ingeniører bruker statistiske data for å simulere denne vibrasjonen i laboratoriet.

Visse sannsynligheter for tilfeldig vibrasjonsatferd kan ofte forutses.For eksempel, hvis en bil på motorveien vibrerer tilfeldig i vertikal retning, kan dens fremtidige posisjoner over bakken ikke være kjent nøyaktig.Sannsynligheten for at bilen vil være over en viss høyde, kan imidlertid forutsies.Dette er mulig fordi tilfeldig atferd følger en normalfordeling eller "klokkekurve."Oppførselen til et slikt system kan analyseres med statistikkverktøyene.

Statistisk analyse kan gi informasjon som gjennomsnittsverdien for mange målinger.I bileksemplet kan gjennomsnittlig høyde fra bakken være noe som 1 fot (30,5 cm).I et tilstrekkelig stort utvalg av målinger kan statistikk også gi standardavvik.Et standardavvik er avstanden fra middelverdien som inneholder 68,2% av alle datapunkter.For bilvibrasjonstesten kan 68,2% av høydemålingene være innen 2,54 cm av gjennomsnittshøyden.

Når standardavviket for testdata er beregnet, kan ingeniører bruke dette til å designe produkter.De tilfeldige vibrasjonsbetingelsene på mange forskjellige motorveier er like, så de statistiske dataene er ganske pålitelige.Ingeniører bruker disse dataene for å gjenskape vibrasjonsbetingelser i et laboratorium, der det er lettere å kjøre tester på forskjellige produktdesign.

En annen situasjon som opplever tilfeldig vibrasjon er en rakettoppskyting.Rakett nyttelast føler en innledende pigg i vibrasjon når motoren tenner.Noen sekunder senere er vibrasjoner først og fremst fra motorforbrenningen.Etter at raketten overgår lydhastigheten, er vibrasjon hovedsakelig fra sjokkbølger og aerodynamiske effekter på kjøretøyet.Senere kan noe vibrasjon være resultat av mindre thrustere som korrigerer rakettens orientering.

Som med bilen, raketter og nyttelastene deres må være designet for å overleve tilfeldig vibrasjon.Ingeniører trenger å kjenne til de statistiske dataene om vibrasjonen, slik at de kan reprodusere disse forholdene i laboratoriet.Det ville være upraktisk å lansere en testrakett hver gang en ny nyttelastdesign måtte testes.Snarere legger ingeniører sensorer på rakettene som lanseres, og bruker deretter disse dataene senere.