무작위 진동이란 무엇입니까?

임의 진동은 패턴을 따르지 않는 진동입니다. 그것은 광범위한 기계 및 전기 시스템에 어느 정도 존재합니다. 임의 진동은 정확하게 예측할 수 없지만 통계는 진동 환경에 유용한 정보를 생성 할 수 있습니다. 고속도로의 자동차와 로켓 발사는 강렬한 무작위 진동에 직면 할 수있는 두 가지 상황입니다. 엔지니어는 통계 데이터를 사용하여 실험실에서이 진동을 시뮬레이션합니다.

임의 진동 거동의 특정 확률은 종종 예측할 수 있습니다. 예를 들어, 고속도로의 자동차가 수직 방향으로 무작위로 진동하는 경우 지상의 미래 위치를 정확히 알 수 없습니다. 그러나 자동차가 특정 높이보다 높을 확률을 예측할 수 있습니다. 이는 랜덤 분포가 정규 분포 또는 "벨 곡선"을 따르기 때문에 가능합니다. 이러한 시스템의 동작은 통계 도구를 사용하여 분석 할 수 있습니다.

통계 분석은 많은 측정의 평균값과 같은 정보를 제공 할 수 있습니다. 자동차의 예에서,지면에서 떨어진 평균 높이는 1 피트 (30.5cm)와 비슷할 수 있습니다. 충분히 큰 측정 표본에서 통계는 표준 편차를 제공 할 수도 있습니다. 하나의 표준 편차는 모든 데이터 포인트의 68.2 %를 포함하는 평균값으로부터의 거리입니다. 자동차 진동 테스트의 경우, 높이 측정의 68.2 %가 평균 높이의 1 인치 (2.54cm) 내에있을 수 있습니다.

테스트 데이터의 표준 편차가 계산되면 엔지니어는이 데이터를 사용하여 제품을 설계 할 수 있습니다. 여러 고속도로에서 발생하는 임의 진동 조건은 비슷하므로 통계 데이터가 상당히 신뢰할 수 있습니다. 엔지니어는이 데이터를 사용하여 실험실에서 진동 조건을 복제하여 다양한 제품 설계에서 테스트를보다 쉽게 ​​실행할 수 있습니다.

임의 진동이 발생하는 또 다른 상황은 로켓 발사입니다. 로켓 탑재량은 엔진이 점화 될 때 진동의 초기 스파이크를 느낍니다. 몇 초 후 진동은 주로 모터 연소로 발생합니다. 로켓이 소리의 속도를 초과 한 후 진동은 주로 충격파와 차량의 공기 역학적 영향으로 인한 것입니다. 나중에 로켓의 방향을 수정하는 작은 추진기에서 진동이 발생할 수 있습니다.

자동차와 마찬가지로 로켓과 탑재량은 임의 진동에서 견딜 수 있도록 설계되어야합니다. 엔지니어는 실험실에서 이러한 조건을 재현 할 수 있도록 진동의 통계 데이터를 알아야합니다. 새로운 페이로드 디자인을 테스트해야 할 때마다 테스트 로켓을 시작하는 것은 비현실적입니다. 오히려 엔지니어는 발사 된 로켓에 센서를 장착 한 다음 나중에이 데이터를 사용합니다.