การสั่นสะเทือนแบบสุ่มคืออะไร?

การสั่นสะเทือนแบบสุ่มเป็นการสั่นสะเทือนใด ๆ ที่ไม่เป็นไปตามรูปแบบ มันมีอยู่บ้างในระบบเครื่องกลและไฟฟ้าที่หลากหลาย แม้ว่าการสั่นสะเทือนแบบสุ่มจะไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างแน่นอน แต่สถิติสามารถสร้างข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือน รถยนต์บนทางหลวงและจรวดที่เปิดตัวเป็นสองสถานการณ์ที่สามารถเผชิญกับการสั่นสะเทือนแบบสุ่มที่รุนแรง วิศวกรใช้ข้อมูลทางสถิติเพื่อจำลองการสั่นสะเทือนนี้ในห้องปฏิบัติการ

ความน่าจะเป็นของพฤติกรรมการสั่นสะเทือนแบบสุ่มมักจะสามารถทำนายได้ ตัวอย่างเช่นหากรถบนทางหลวงกำลังสั่นสะเทือนแบบสุ่มในทิศทางแนวตั้งตำแหน่งในอนาคตเหนือพื้นดินจะไม่สามารถทราบได้อย่างแน่นอน ความน่าจะเป็นที่รถจะสูงเกินระดับที่กำหนดอย่างไรก็ตามสามารถทำนายได้ สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากพฤติกรรมแบบสุ่มตามการแจกแจงแบบปกติหรือ“ เส้นโค้งระฆัง” พฤติกรรมของระบบดังกล่าวสามารถวิเคราะห์ได้ด้วยเครื่องมือทางสถิติ

การวิเคราะห์ทางสถิติสามารถให้ข้อมูลเช่นค่าเฉลี่ยของการวัดจำนวนมาก ในตัวอย่างรถยนต์ความสูงเฉลี่ยจากพื้นดินอาจเป็น 1 ฟุต (30.5 ซม.) ในตัวอย่างการวัดขนาดใหญ่เพียงพอสถิติสามารถให้ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานได้เช่นกัน ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานหนึ่งค่าคือระยะทางจากค่าเฉลี่ยที่มี 68.2% ของจุดข้อมูลทั้งหมด สำหรับการทดสอบการสั่นสะเทือนของรถยนต์การวัดความสูง 68.2% อาจอยู่ในระยะ 1 นิ้ว (2.54 ซม.) ของความสูงเฉลี่ย

เมื่อคำนวณค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของข้อมูลการทดสอบแล้ววิศวกรสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อออกแบบผลิตภัณฑ์ เงื่อนไขการสั่นสะเทือนแบบสุ่มบนทางหลวงหลายแห่งมีความคล้ายคลึงกันดังนั้นข้อมูลทางสถิติจึงน่าเชื่อถือพอสมควร วิศวกรใช้ข้อมูลนี้เพื่อจำลองสภาพการสั่นสะเทือนในห้องปฏิบัติการซึ่งง่ายต่อการทดสอบการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน

อีกสถานการณ์ที่ประสบกับการสั่นสะเทือนแบบสุ่มคือการปล่อยจรวด Rocket payloads รู้สึกเหมือนเข็มเริ่มต้นในการสั่นสะเทือนเมื่อเครื่องยนต์ติดไฟ สองสามวินาทีต่อมาการสั่นสะเทือนเกิดจากการเผาไหม้ของมอเตอร์เป็นหลัก หลังจากจรวดเกินความเร็วของเสียงการสั่นสะเทือนส่วนใหญ่มาจากคลื่นกระแทกและเอฟเฟกต์อากาศพลศาสตร์บนยานพาหนะ ต่อมาการสั่นสะเทือนบางอย่างอาจเป็นผลมาจากการขับดันที่เล็กลงซึ่งแก้ไขการวางแนวของจรวด

เช่นเดียวกับรถจรวดและน้ำหนักบรรทุกของมันจะต้องได้รับการออกแบบเพื่อความอยู่รอดของการสั่นสะเทือนแบบสุ่ม วิศวกรจำเป็นต้องทราบข้อมูลทางสถิติของการสั่นสะเทือนเพื่อให้สามารถทำซ้ำเงื่อนไขเหล่านี้ในห้องปฏิบัติการ มันจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเปิดตัวจรวดทดสอบทุกครั้งที่มีการออกแบบน้ำหนักบรรทุกใหม่ที่จำเป็นต้องทำการทดสอบ ค่อนข้างวิศวกรวางเซ็นเซอร์บนจรวดที่เปิดตัวแล้วใช้ข้อมูลนี้ในภายหลัง