随机振动的概念及试验条件有哪些

振动可分为定则（确定性）振动和随机振动两大类。它们的本质差别在于：随机振动一般指的不是单个现象，而是大量现象的集合。这些现象似乎是杂乱的，但从总体上看仍有一定的统计规律。因此，随机振动虽然不能用确定性函数描述，却能用统计特性来描述。在定则振动问题中可以考察系统的输出和输入之间的确定关系；而在随机振动问题中就只能确定输出和输入之间的统计特性关系。

随机振动指那些无法用确定性函数来描述，但又有一定统计规律的振动。例如，车辆行进中的颠簸，阵风作用下结构的响应，喷气噪声引起的舱壁颤动以及海上钻井平台发生的振动，等等。

随机振动试验的试验条件（严酷等级）是由试验频率范围（Hz）、功率谱密度（g2 /Hz）、功率谱密度的频谱、总均方根加速度（Grms）、试验时间四个参数组成。

（1） 试验频率范围频率范围是指产品安装平台的振动对产品产生有效激励的最高频率和最低频率之间的频率。典型的低频通常是取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，或是可以有效地、机械地传递振动的最高频率。通常认为机械传递的振动的最高频率是取2000Hz，尽管实际上常常会更低。如果需要2000Hz以上的频率，通常需要用噪声来进行。

（2）功率谱谱密度（g2/Hz）和功率谱谱密度的频谱随机振动是以定义在相关频率范围内的PSD功率谱密度（ASD加速度谱密度）及功率谱谱密度的频谱的形式来表征。功率谱密度（加速度谱密度）是指单位频率上的能量，功率谱谱密度的频谱（加速度谱密度的频谱）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）大家在谈到随机振动试验的试验条件（严酷等级）时，通常或习惯会用总均方根加速度（Grms）来衡量随机振动试验条件的高低或严酷程度，严格来说是不对的，也就是用Grms值来规定振动条件是不对的，因为总均方根加速度（Grms）值是功率谱谱密度的频谱在全频段范围内面积的积分，即方均根值，它不包含任何频率信息。因此Grms值通常用来进行试验误差控制与检测，以及根据试验样品的重量、体积、动态特性来选需多大推力（功率）的振动台。从上述的叙述可见，评价随机振动试验应力大小的真正判据应该是“在给定频率范围内的加速度谱密度高低，即看随机振动试验的加速度谱密度频谱曲线，而不是看总均方根加速度（GrmsS值）的高低”。对这一点，无论是GJB150还是GJB899在给机载设备振动应力时，一般只给出加速度谱密度，从不给出出总均方根加速度（Grms值）。

（4）试验时间 试验时间就是进行随机振动的持续时间，通常分为功能（性能）和强度（耐久）二种试验时间。对空中运载工具及空中运载工具上使用的设备，耐久试验的时间通常为功能试验时间的1.6倍。

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