振動可分為定則(確定性)振動和隨機振動兩大類。它們的本質(zhì)差別在于:隨機振動一般指的不是單個現(xiàn)象,而是大量現(xiàn)象的集合。這些現(xiàn)象似乎是雜亂的,但從總體上看仍有一定的統(tǒng)計規(guī)律。因此,隨機振動雖然不能用確定性函數(shù)描述,卻能用統(tǒng)計特性來描述。在定則振動問題中可以考察系統(tǒng)的輸出和輸入之間的確定關(guān)系;而在隨機振動問題中就只能確定輸出和輸入之間的統(tǒng)計特性關(guān)系。
隨機振動指那些無法用確定性函數(shù)來描述,但又有一定統(tǒng)計規(guī)律的振動。例如,車輛行進中的顛簸,陣風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng),噴氣噪聲引起的艙壁顫動以及海上鉆井平臺發(fā)生的振動,等等。
隨機振動試驗的試驗條件(嚴酷等級)是由試驗頻率范圍(Hz)、功率譜密度(g2 /Hz)、功率譜密度的頻譜、總均方根加速度(Grms)、試驗時間四個參數(shù)組成。
(1) 試驗頻率范圍頻率范圍是指產(chǎn)品安裝平臺的振動對產(chǎn)品產(chǎn)生有效激勵的最高頻率和最低頻率之間的頻率。典型的低頻通常是取產(chǎn)品最低共振頻率的一半或其安裝平臺產(chǎn)生明顯振動的最低頻率;典型的高頻是產(chǎn)品最高共振頻率的兩倍或其安裝平臺產(chǎn)生明顯振動的最高頻率,或是可以有效地、機械地傳遞振動的最高頻率。通常認為機械傳遞的振動的最高頻率是取2000Hz,盡管實際上常常會更低。如果需要2000Hz以上的頻率,通常需要用噪聲來進行。
(2)功率譜譜密度(g2/Hz)和功率譜譜密度的頻譜隨機振動是以定義在相關(guān)頻率范圍內(nèi)的PSD功率譜密度(ASD加速度譜密度)及功率譜譜密度的頻譜的形式來表征。功率譜密度(加速度譜密度)是指單位頻率上的能量,功率譜譜密度的頻譜(加速度譜密度的頻譜)是指振動能量在整個頻率范圍內(nèi)的分布。
(3)總均方根加速度(Grms)大家在談到隨機振動試驗的試驗條件(嚴酷等級)時,通常或習(xí)慣會用總均方根加速度(Grms)來衡量隨機振動試驗條件的高低或嚴酷程度,嚴格來說是不對的,也就是用Grms值來規(guī)定振動條件是不對的,因為總均方根加速度(Grms)值是功率譜譜密度的頻譜在全頻段范圍內(nèi)面積的積分,即方均根值,它不包含任何頻率信息。因此Grms值通常用來進行試驗誤差控制與檢測,以及根據(jù)試驗樣品的重量、體積、動態(tài)特性來選需多大推力(功率)的振動臺。從上述的敘述可見,評價隨機振動試驗應(yīng)力大小的真正判據(jù)應(yīng)該是“在給定頻率范圍內(nèi)的加速度譜密度高低,即看隨機振動試驗的加速度譜密度頻譜曲線,而不是看總均方根加速度(GrmsS值)的高低”。對這一點,無論是GJB150還是GJB899在給機載設(shè)備振動應(yīng)力時,一般只給出加速度譜密度,從不給出出總均方根加速度(Grms值)。
(4)試驗時間 試驗時間就是進行隨機振動的持續(xù)時間,通常分為功能(性能)和強度(耐久)二種試驗時間。對空中運載工具及空中運載工具上使用的設(shè)備,耐久試驗的時間通常為功能試驗時間的1.6倍。
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