Vad är slumpmässig vibration?

Slumpmässig vibration är alla vibrationer som inte följer ett mönster.Det är i viss utsträckning i en mängd olika mekaniska och elektriska system.Även om slumpmässig vibration inte kan förutsägas exakt, kan statistik generera användbar information för vibrationsmiljöer.Bilar på motorvägen och raketer lansering är två situationer som kan möta intensiv slumpmässig vibration.Ingenjörer använder statistiska data för att simulera denna vibration i laboratoriet.

Vissa sannolikheter för slumpmässigt vibrationsbeteende kan ofta förutsägas.Till exempel, om en bil på motorvägen slumpmässigt vibrerar i vertikal riktning, kan dess framtida positioner över marken inte vara kända exakt.Sannolikheten för att bilen kommer att ligga över en viss höjd kan dock förutsägas.Detta är möjligt eftersom slumpmässigt beteende följer en normalfördelning eller "klockkurva."Beteendet hos ett sådant system kan analyseras med statistikverktygen.

Statistisk analys kan ge information som medelvärdet för många mätningar.I bilexemplet kan medelhöjden från marken vara något som 1 fot (30,5 cm).I ett tillräckligt stort urval av mätningar kan statistik också ge standardavvikelser.En standardavvikelse är avståndet från medelvärdet som innehåller 68,2% av alla datapunkter.För bilvibrationstestet kan 68,2% av höjdmätningarna vara inom 1 tum (2,54 cm) av medelhöjden.

När standardavvikelsen för testdata har beräknats kan ingenjörer använda detta för att designa produkter.De slumpmässiga vibrationsförhållandena på många olika motorvägar är liknande, så de statistiska uppgifterna är ganska tillförlitliga.Ingenjörer använder dessa data för att replikera vibrationsförhållanden i ett laboratorium, där det är lättare att köra tester på olika produktdesign.

En annan situation som upplever slumpmässig vibration är en raketlansering.Rocket nyttolaster känner en initial topp i vibrationer när motorn antänds.Några sekunder senare kommer vibrationerna främst från motorns bränning.Efter att raketen överträffar ljudets hastighet är vibrationer främst från chockvågor och aerodynamiska effekter på fordonet.Senare kan en del vibrationer vara resultatet av mindre thrusterar som korrigerar raketens orientering.

Som med bilen måste raketer och deras nyttolaster utformas för att överleva slumpmässiga vibrationer.Ingenjörer måste känna till de statistiska uppgifterna om vibrationen så att de kan reproducera dessa förhållanden i laboratoriet.Det skulle vara opraktiskt att lansera en testraket varje gång en ny nyttolastdesign behövde testas.Snarare sätter ingenjörer sensorer på raketerna som lanseras och använder sedan dessa data senare.