概述

 近年來，隨機振動試驗在我院所有振動試驗中的比例越來越高，原因有三： 1、科學進步，此類設備的軟件大量普及，一般只需在原來的電磁振動臺加上一套控制軟件及配套設備就可實行。

2、企業隨著國際標準的大量采用，許多振動試驗都采用隨機振動。

3、隨機振動相對傳統的正弦振動有著無法比擬的優點，它能模擬各種實際運輸條件下可能遇到的振動情況，如模擬公路運輸，模擬鐵路運輸，模擬海運運輸等等。本文主要介紹對于試驗人員來說必須了解的隨機振動參數及設置要求。

二.隨機振動

隨機振動試驗必須了解的參數及設置

數據上圖是某一隨機振動試驗后的試驗數據，對于試驗人員來說，必須了解其中的一些參數含義。曲線中，橫坐標是頻率，縱坐標是PSD，一般簡稱為頻譜曲線。

PSD：Power spectrum density 功率譜密度

PSD單位有二種：g2 /Hz，(m2 /Hz)2 /Hz，二者之間換算：1 g 2 /Hz=96(m2 /Hz)2 /Hz

PSD是隨機振動中的重要參數，可理解為每頻率單位中所含振動能量的大小，其值越大，相對應的頻率段振幅值會變大，在試驗中提高最低頻率的 PSD值可明顯感覺到振幅增大。

頻譜曲線的特點：1、它是對數坐標，主要是為了表述畫線方便。2、它有一條平線或多條平線及斜線組成，平線和斜線之間首尾相連組成。3、試驗條件中， PSD值不變的是平線，用+ dB/oct 表示向上的斜線，用- dB/oct 表示向下的斜線。如-3 dB/oct 表示每增加一倍頻率，PSD值下降一半。

頻譜曲線中，中間一條是設定曲線，上面二條和下面二條是設備的保護及中斷線，附加在中間設定值上的變化曲線是振動臺實際控制曲線。

三.頻率的選擇

頻率是隨機振動的另一個重要參數，其單位是Hz，頻率的選擇一般與實踐使用范圍有關。例如：海運試驗條件頻率較低，一般從1~100Hz，而且低頻 PSD值較大，隨機振動的感覺像乘海輪，振幅大，頻率低。鐵路運輸試驗條件，頻率是5~150Hz，也是低頻的 PSD值大，隨機振動給人的感覺如同乘座火車旅行，有趣的事，有時感到聲音也非常相似。高頻隨機振動，一般高頻至2000Hz 時，振動時噪聲非常刺耳，感覺與飛機剛起飛或到達目的地下降時相似，高頻振動一般應用于飛機運輸或者其它有高頻場合的地方。

對于頻率，試驗人員必須注意最高頻率和最低頻率值。高頻時，有些試驗附加臺面有可能不符合要求，不能使用;最低頻率時，要了解其振幅是否要超過振動臺的最大允許值，不注意的話有可能損傷臺面，使振動試驗無法進行下去。

四.試驗時間

試驗時間在隨機振動試驗數據中位于圖中右上方。

試驗時間有二項：Total和Auto。Auto 是試驗要做的時間，Total 是設備運行的時間，Total比Auto多的原因是：隨機振動試驗時計算機要進行預處理，才能產生符合試驗要求的頻譜曲線，預處理的時間一般為2~4 分鐘，而在正弦振動中是不需要的。

 試驗時間的選擇，在GJB150.16標準中，它給出了1小時的隨機振動相當于運輸多少公里的值，這給試驗人員進行試驗時間的選擇提供了方便。

隨機振動與正弦振動有許多不同之處，如正弦振動中一般三個方向的試驗條件和試驗時間都是相同的，而在隨機振動中，三個試驗方向的條件和試驗時間都可能會不同，一般來說，垂直方向的條件最大，試驗時間也最長。

PSD、頻度和試驗時間組成隨機振動三要素，有了這三個條件就可以進行隨機振動試驗。

五.均方根加速度

Grms試驗人員必須了解均方根加速度Grms。

均方根加速度 Grms：它是通過計算頻譜曲線下面的面積后再開根號求出。如PSD是一平線，則其計算公式為：Grms= ，其中W是PSD值，f 是頻率值，其值等于最高頻率-最低頻率。一般試驗標準中會給出相關值，給試驗人員參考。

Grms值與正弦振動的g值有類似的作用，它與設備的最大推力有關，是選擇設備的重要參數。

六.設備的選用

了解頻譜曲線的特點與Grms值后，就可以針對樣品選用試驗設備。目前我院有振動試驗設備4套，除了機械振動無法進行隨機振動外，其它三臺都可以進行隨機振動試驗，試驗人員必須了解它們的性能，才能根據試驗條件及樣品作出選擇。下面是我院振動3臺試驗設備的具體性能：

隨機振動試驗必須了解的參數及設置

一般原則是可以：小試驗樣品盡量安排在小振動臺上做，大樣品及大試驗條件安排在大的振動臺進行試驗。

七.試驗人員必須了解的其它設置

參數隨機振動試驗設置中，試驗人員還必須了解傳感器的靈敏度，Drv Lim，Lines 等值。試驗中每一個傳感器的靈敏度都不同，必須注意不能搞錯。Drv Lim 是隨機振動時對振幅的限制，一般選取 3σ。Lines是頻譜線，它對隨機振動的模擬的精確度相關，一般越大，精度越高。正常情況下可取最高頻度值即可。