随机振动试验条件有哪些？

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在随机振动试验中，由于振动的质点处于不规则的运动状态，永远不会精确的重复，对其进行一系列的测量，各次记录都不一样，所以没有任何固定的周期。在任何确定的时刻，其振幅、频率、相位都不能预先知道，因此就不可能用简单的周期函数和函数的组合来描述。

典型的宽带随机振动时间历程

由图可见，随机过程最明显的特点是非周期性，瞬时值无法预测，但并非无规律可言，而是表现出统计规律性。因此对随机信号的研究、处理和分析，必须用统计的方法来进行。对某一随机过程，通常用下列四个方面的信息来描述它：

  · 时域：有平均值、均方值、均方根值、方差等。

  · 幅值域：有概率分布、概率密度等。

  · 时差域：有自相关函数、互相关函数。

  · 频率域：有自功率谱密度、互功率谱密度、频率响应函数，以及相干函数。

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、功率谱密度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

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（Grms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。

来源：ANSYS\FLUENT有限元学习之家公众号（ID：CAE-ANSYS），作者：张老师。