¿Qué es la vibración aleatoria?
La vibración aleatoria es cualquier vibración que no siga un patrón. Está presente en cierta medida en una amplia variedad de sistemas mecánicos y eléctricos. Aunque no se puede predecir exactamente la vibración aleatoria, las estadísticas pueden generar información útil para entornos de vibración. Los autos en la carretera y el lanzamiento de cohetes son dos situaciones que pueden enfrentar una intensa vibración aleatoria. Los ingenieros usan datos estadísticos para simular esta vibración en el laboratorio.
Ciertas probabilidades del comportamiento de vibración aleatoria a menudo se pueden predecir. Por ejemplo, si un automóvil en la carretera está vibrando aleatoriamente en la dirección vertical, sus posiciones futuras sobre el suelo no se pueden conocer exactamente. Sin embargo, se puede predecir la probabilidad de que el automóvil esté por encima de cierta altura. Esto es posible porque el comportamiento aleatorio sigue una distribución normal o "curva de campana". El comportamiento de dicho sistema se puede analizar con las herramientas de las estadísticas.
El análisis estadístico puede dar información lIke el valor promedio de muchas medidas. En el ejemplo del automóvil, la altura promedio del suelo puede ser algo así como 1 pie (30.5 cm). En una muestra suficientemente grande de mediciones, las estadísticas también pueden dar desviaciones estándar. Una desviación estándar es la distancia del valor medio que contiene 68.2% de todos los puntos de datos. Para la prueba de vibración del automóvil, el 68.2% de las mediciones de altura pueden estar dentro de 1 pulgada (2.54 cm) de la altura media.
Cuando se ha calculado la desviación estándar de los datos de prueba, los ingenieros pueden usar esto para diseñar productos. Las condiciones de vibración aleatoria en muchas carreteras diferentes son similares, por lo que los datos estadísticos son bastante confiables. Los ingenieros usan estos datos para replicar las condiciones de vibración en un laboratorio, donde es más fácil ejecutar pruebas en diferentes diseños de productos.
Otra situación que experimenta vibración aleatoria es un lanzamiento de cohetes. Cargas de cohete FEele un pico inicial en la vibración cuando se enciende el motor. Unos segundos después, las vibraciones son principalmente de la quema del motor. Después de que el cohete supera la velocidad del sonido, la vibración es principalmente de ondas de choque y efectos aerodinámicos en el vehículo. Más tarde, algunas vibraciones pueden resultar de propulsores más pequeños que corrigen la orientación del cohete.
Al igual que con el automóvil, los cohetes y sus cargas útiles deben estar diseñados para sobrevivir a la vibración aleatoria. Los ingenieros necesitan conocer los datos estadísticos de la vibración para que puedan reproducir estas condiciones en el laboratorio. No sería práctico lanzar un cohete de prueba cada vez que fuera necesario probar un nuevo diseño de carga útil. Más bien, los ingenieros ponen sensores en los cohetes que se lanzan y luego usan estos datos más tarde.