隨機振動試驗原理與標準
一、基本概念
在自然界和工程實際中存在一種現(xiàn)象，其變化是高度不規(guī)則，無規(guī)律的，不可預估也不可重復，物理現(xiàn)象的這種變化規(guī)律稱為隨機的。例如，海浪，地震，陣風（湍流），火箭的噴氣噪聲以及不平路面。在隨機現(xiàn)象作用下，系統(tǒng)產生的振動規(guī)律也同樣有隨機的特征，振動過程是不確定的，這樣振動稱為隨機振動。
工程中有很多這樣的實際例子：
在海浪作用下，海洋平臺結構、水面艦船、出入水的導彈的振動；
在湍流作用下，飛行器結構的振動；
在陣風作用下，高聳建筑物、橋梁的振動；
在地震作用下，所有地面建筑結構的振動；
在發(fā)動機噴氣噪聲以及大氣氣動噪聲的作用下，火箭、導彈等飛行器結構的振動；
在不平路面的作用下，各種車輛的振動。
振動測試是仿真產品在運(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動環(huán)境影響，本試驗是模擬產品在運輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動環(huán)境影響，用來確定產品是否能承受各種環(huán)境振動的能力。振動試驗是評定元器件、零部件及整機在預期的運輸及使用環(huán)境中的抵抗能力。
振動試驗的目的是模擬一連串振動現(xiàn)象，測試產品在壽命周期中，是否能承受運輸或使用過程的振動環(huán)境的考驗，也能確定產品設計和功能的要求標準。振動試驗的精華在于確認產品的可靠性及提前將不良品在出廠前篩檢出來，并評估其不良品的失效分析使其成為高水平，高可靠性的產品。
二、隨機振動試驗
為了研究隨機振動，我們采用統(tǒng)計學的方法來研究，如果隨機過程的統(tǒng)計特性不隨時間變化，稱之為平穩(wěn)隨機過程，當整個平穩(wěn)隨機過程的統(tǒng)計特性與每個樣本的統(tǒng)計特性相同時，稱這種平穩(wěn)隨機過程為各態(tài)歷經的過程。即時間平均等于集平均。隨機振動試驗也就是模擬一種各態(tài)歷經的平穩(wěn)隨機振動過程。
隨機振動控制系統(tǒng)最基本的計算是快速傅里葉正變換(FFT)及逆變換(IFFT)，因為這是隨機振動信號從時域變?yōu)轭l域，又從頻域變換為時域的基礎。
工程中，一般使用激勵的均方值與頻率帶寬的比值來評估，即PSD，其值=(均方)/(f1-f2)；可以得出，PSD的單位為units2/Hz；對于振動，常用的單位：
加速度隨機激勵 (m/s2)2/Hz或G2/Hz；
速度隨機激勵 (m/s)2/Hz；
位移隨機激勵 (mm)2/Hz。
PSD被描述為帶寬頻率的函數(shù)；每一個帶寬的取其中心位置的頻率值。使用一條包絡線來描述整個變化過程。在實際使用中一般用雙對數(shù)坐標系進行描述，雖然整個過程是隨機的，但是PSD曲線只有限的遵守其隨機性。
隨機振動量值一般用加速度總均方根值Grms表示，其值等于在頻率上對加速度譜密度積分后開根號。
三、試驗標準
現(xiàn)列舉一些常用的隨機振動試驗方法：
GB/T 2423.56-2018《環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fh：寬帶隨機振動和導則》；
GJB 360B-2009《電子及電氣元件試驗方法》方法214；
GJB 548B-2005《微電子器件試驗方法和程序》方法2026.1；
MIL-STD-202G：2002《電子電器部件測試標準》方法214A；
GJB150.16A-2009《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第16部分：振動試驗》；
MIL-STD-810H-2019《環(huán)境工程考慮和實驗室試驗 第二部分 實驗室試驗方法》514.8
RTCA DO160G：2010《機載設備環(huán)境條件和測試程序》第8章 振動。