Co to jest losowe wibracje?

Losowe wibracje to każde wibracje, które nie są zgodne z wzorem.Jest obecny w pewnym stopniu w szerokiej gamie układów mechanicznych i elektrycznych.Chociaż nie można dokładnie przewidzieć losowych wibracji, statystyki mogą generować przydatne informacje dla środowisk wibracyjnych.Samochody na autostradzie i rakiety wystrzeliwują dwie sytuacje, które mogą stawić czoła intensywnym losowym wibracjom.Inżynierowie wykorzystują dane statystyczne do symulacji tej wibracji w laboratorium.

Często można przewidzieć pewne prawdopodobieństwa losowych zachowań wibracyjnych.Na przykład, jeśli samochód na autostradzie losowo wibruje w kierunku pionowym, jego przyszłe pozycje nad ziemią nie mogą być dokładnie znane.Można jednak przewidzieć prawdopodobieństwo, że samochód będzie powyżej określonej wysokości.Jest to możliwe, ponieważ losowe zachowanie jest zgodne z rozkładem normalnym lub „krzywą dzwonową”.Zachowanie takiego systemu można analizować za pomocą narzędzi statystyki.Analiza statystyczna może podać informacje takie jak średnia wartość wielu pomiarów.W przykładzie samochodu średnia wysokość poza ziemią może być około 1 stopy (30,5 cm).W wystarczająco dużej próbce pomiarów statystyki mogą również powodować odchylenia standardowe.Jednym odchyleniem standardowym jest odległość od wartości średniej zawierającej 68,2% wszystkich punktów danych.W przypadku testu wibracji samochodu 68,2% pomiarów wysokości może być w granicach 1 cala (2,54 cm) średniej wysokości.

Po obliczeniu standardowego odchylenia danych testowych inżynierowie mogą użyć tego do projektowania produktów.Losowe warunki wibracji na wielu różnych autostradach są podobne, więc dane statystyczne są dość wiarygodne.Inżynierowie używają tych danych do replikacji warunków wibracji w laboratorium, w którym łatwiej jest przeprowadzać testy różnych projektów produktów.

Inną sytuacją, która doświadcza losowych wibracji, jest wystrzelenie rakiet.Ładunki rakiet odczuwają początkowy wzrost wibracji, gdy silnik się zapala.Kilka sekund później wibracje pochodzą przede wszystkim z spalania silnika.Po tym, jak rakieta przewyższa prędkość dźwięku, wibracje pochodzi głównie z fal uderzeniowych i efektów aerodynamicznych na pojazd.Później pewne wibracje mogą wynikać z mniejszych pędników, które korygują orientację rakiety.

Podobnie jak w przypadku samochodu, rakiety i ich ładunki muszą być zaprojektowane w celu przetrwania losowych wibracji.Inżynierowie muszą znać dane statystyczne wibracji, aby mogli odtworzyć te warunki w laboratorium.Uruchomienie rakiety testowej byłoby niepraktyczne za każdym razem, gdy trzeba było przetestować nowy projekt ładunku.Raczej inżynierowie umieszczają czujniki na uruchamianych rakietach, a następnie używają tych danych później.