Hva er tilfeldig vibrasjon?
Tilfeldig vibrasjon er enhver vibrasjon som ikke følger et mønster. Den er til en viss grad til stede i en rekke mekaniske og elektriske systemer. Selv om tilfeldig vibrasjon ikke kan forutsies nøyaktig, kan statistikk generere nyttig informasjon for vibrasjonsmiljøer. Biler på motorveien og raketter som skytes ut er to situasjoner som kan møte intens tilfeldig vibrasjon. Ingeniører bruker statistiske data for å simulere denne vibrasjonen i laboratoriet.
Visse sannsynligheter for tilfeldig vibrasjonsatferd kan ofte forutses. For eksempel, hvis en bil på motorveien vibrerer tilfeldig i vertikal retning, kan ikke dens fremtidige posisjoner over bakken være kjent nøyaktig. Sannsynligheten for at bilen vil være over en viss høyde kan imidlertid forutses. Dette er mulig fordi tilfeldig oppførsel følger en normal fordeling eller "klokkekurve." Oppførselen til et slikt system kan analyseres med verktøyene til statistikk.
Statistisk analyse kan gi informasjon som gjennomsnittsverdien for mange målinger. I bileksemplet kan gjennomsnittshøyden fra bakken være omtrent 30 meter. I et tilstrekkelig stort utvalg av målinger kan statistikk også gi standardavvik. Et standardavvik er avstanden fra middelverdien som inneholder 68,2% av alle datapunkter. For bilens vibrasjonstest kan 68,2% av høydemålingene være innenfor 2,54 cm fra gjennomsnittshøyden.
Når standardavviket for testdata er beregnet, kan ingeniører bruke dette til å designe produkter. De tilfeldige vibrasjonsforholdene på mange forskjellige motorveier er like, så de statistiske dataene er ganske pålitelige. Ingeniører bruker disse dataene for å gjenskape vibrasjonsforhold i et laboratorium, hvor det er lettere å utføre tester på forskjellige produktdesign.
En annen situasjon som opplever tilfeldig vibrasjon er en rakettoppskyting. Rakett nyttelast føler en første pigg i vibrasjoner når motoren antenner. Noen sekunder senere kommer vibrasjoner først og fremst fra motorens brenning. Etter at raketten har overgått lydens hastighet, er vibrasjonen hovedsakelig fra sjokkbølger og aerodynamiske effekter på kjøretøyet. Senere kan noe vibrasjoner være et resultat av mindre thrustere som korrigerer rakettens orientering.
I likhet med bilen, må raketter og nyttelastene deres være designet for å overleve tilfeldig vibrasjon. Ingeniører trenger å kjenne de statistiske dataene for vibrasjonen slik at de kan reprodusere disse forholdene på laboratoriet. Det ville være upraktisk å starte en testrakett hver gang en ny nyttelastdesign måtte testes. Snarere satte ingeniører sensorer på rakettene som er skutt ut, og bruker deretter disse dataene senere.