Hvad er tilfældig vibration?

Tilfældig vibration er enhver vibration, der ikke følger et mønster.Det er til en vis grad til stede i en lang række mekaniske og elektriske systemer.Selvom tilfældig vibration ikke kan forudsiges nøjagtigt, kan statistikker generere nyttig information til vibrationsmiljøer.Biler på lanceringen af motorvejen og raketter er to situationer, der kan møde intens tilfældig vibration.Ingeniører bruger statistiske data til at simulere denne vibration i laboratoriet.

Visse sandsynligheder for tilfældig vibrationsadfærd kan ofte forudsiges.For eksempel, hvis en bil på motorvejen tilfældigt vibrerer i den lodrette retning, kan dens fremtidige positioner over jorden ikke kendes nøjagtigt.Sandsynligheden for, at bilen vil være over en bestemt højde, kan dog forudsiges.Dette er muligt, fordi tilfældig opførsel følger en normal fordeling eller "klokkekurve."Opførelsen af et sådant system kan analyseres med statistikværktøjer.

Statistisk analyse kan give information som den gennemsnitlige værdi af mange målinger.I bileksemplet kan den gennemsnitlige højde fra jorden være noget som 1 fod (30,5 cm).I en tilstrækkelig stor prøve af målinger kan statistikker også give standardafvigelser.En standardafvigelse er afstanden fra middelværdien, der indeholder 68,2% af alle datapunkter.For bilvibrationstesten kan 68,2% af højdemålingerne være inden for 2,54 cm (2,54 cm) fra den gennemsnitlige højde.

Når standardafvigelsen for testdata er beregnet, kan ingeniører bruge dette til at designe produkter.De tilfældige vibrationsbetingelser på mange forskellige motorveje er ens, så de statistiske data er ret pålidelige.Ingeniører bruger disse data til at replikere vibrationsbetingelser i et laboratorium, hvor det er lettere at køre test på forskellige produktdesign.

En anden situation, der oplever tilfældig vibration, er en raketlancering.Raket -nyttelast føles en indledende stigning i vibrationer, når motoren antændes.Et par sekunder senere er vibrationer primært fra motorens forbrænding.Efter at raketten overgår lydhastigheden, er vibrationer hovedsageligt fra chokbølger og aerodynamiske effekter på køretøjet.Senere kan nogle vibrationer skyldes mindre thrustere, der korrigerer rakets orientering.

Ligesom med bilen skal raketter og deres nyttelast være designet til at overleve tilfældig vibration.Ingeniører er nødt til at kende de statistiske data om vibrationen, så de kan gengive disse forhold i laboratoriet.Det ville være upraktisk at lancere en testraket hver gang et nyt nyttelastdesign skulle testes.Tværtimod sætter ingeniører sensorer på de raketter, der lanceres, og bruger derefter disse data senere.