
振动可以分为两类:确定性振动和随机振动。两者的本质区别在于,随机振动一般不是指单一现象,而是指大量现象的集合。这些现象看似杂乱无章,但总的来说,还是有一些统计规律的。因此,随机振动虽然不能用确定性函数来描述,但可以用统计特性来描述。在固定振动问题中,可以研究系统的输出和输入之间的确定关系。而在随机振动问题中,只能确定输出和输入之间的统计特征关系。
随机振动是指那些可以不能用确定性函数来描述,但有一定的统计规律。比如车辆的颠簸,阵风作用下结构的响应,喷流噪声引起的舱壁振动,海上钻井平台的振动等。
随机振动试验的试验条件(烈度)由四个参数组成:试验频率范围(Hz)、功率谱密度(g2 /Hz)、功率谱密度谱、总均方根加速度(Grms)和试验时间。
(1)测试频率范围频率范围是指产品安装平台的振动能有效激励产品的最高频率和最低频率之间的频率。典型低频通常是产品最低共振频率的一半或其安装平台产生明显振动的最低频率;典型的高频是产品最高共振频率的两倍或其安装平台产生明显振动的最高频率,或能有效机械传递振动的最高频率。通常认为机械传递振动的最高频率是2000Hz,尽管实际上它通常更低。如果要求2000Hz以上的频率,通常需要噪声。
(2)功率谱密度(g2/Hz)和功率谱密度随机振动的特征是在相关频率范围内定义的PSD功率谱密度(ASD加速度谱密度)和功率谱密度的谱。功率谱密度(加速度谱密度)是指单位频率的能量,功率谱密度(加速度谱密度)的谱是指振动能量在整个频率范围内的分布。
(3)总均方根加速度(Grms)人们在谈到随机振动试验的试验条件(严酷等级)时,通常或习惯性地用总均方根加速度(Grms)来衡量随机振动试验条件的等级或严酷程度。严格来说,用Grms值来指定振动条件是错误的,因为总均方根加速度(Grms)值是功率谱密度的面积在整个频率范围内的积分,即均方值。因此,通常用Grms值来控制和检测试验误差,根据试验样品的重量、体积和动态特性来选择大推力(功率)的振动台。从上面的描述可以看出,评价随机振动试验应力的真正标准应该是给定频率范围内的加速度谱密度,即看随机振动试验的加速度谱密度谱曲线,而不是总均方根加速度(GrmsS值)。关于这一点,GJB150或GJB899在给机载设备振动应力时,通常只给出加速度谱密度,而从不给出总均方根加速度(Grms值)。
(4)试验时间试验时间是随机振动的持续时间,通常分为功能(性能)和强度(耐久性)两种试验时间。对于航空器和航空器上使用的设备,耐久性试验时间通常是功能试验时间的1.6倍。
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