En ingeniería mecánica , la vibración aleatoria es un movimiento no determinista, lo que significa que el comportamiento futuro no se puede predecir con precisión. La aleatoriedad es una característica de la excitación o entrada, no las formas de modo o frecuencias naturales. Algunos ejemplos comunes incluyen un automóvil en una carretera irregular, la altura de las olas en el agua o la carga inducida en el ala de un avión durante el vuelo. La respuesta estructural a la vibración aleatoria generalmente se trata mediante enfoques estadísticos o probabilísticos. Matemáticamente, la vibración aleatoria se caracteriza por ser un proceso ergódico y estacionario .
Una medición de la densidad espectral de aceleración (ASD) es la forma habitual de especificar la vibración aleatoria. La raíz cuadrada de la aceleración media (G rms ) es la raíz cuadrada del área bajo la curva ASD en el dominio de la frecuencia. El valor de G rms se usa típicamente para expresar la energía total de un evento de vibración aleatoria en particular y es un valor estadístico usado en ingeniería mecánica para propósitos de análisis y diseño estructural.
Si bien el término densidad espectral de potencia (PSD) se usa comúnmente para especificar un evento de vibración aleatoria, ASD es más apropiado cuando se mide la aceleración y se usa en análisis y pruebas estructurales.
Crandall [1] [2] [3] [4] es considerado uniformemente como el padre de las vibraciones aleatorias (ver también los libros de Bolotin, [5] Elishakoff et al. [6] [7] [8] El efecto dramático de las vibraciones a menudo Las correlaciones cruzadas desatendidas se aclaran en la monografía de Elishakoff . [9]
Prueba de vibración aleatoria
Las especificaciones de prueba se pueden establecer a partir de mediciones del entorno real utilizando una envolvente ASD o un criterio de equivalencia de daño por fatiga ( espectro de respuesta extrema y espectro de daño por fatiga ). La prueba de vibración aleatoria es uno de los tipos más comunes de servicios de prueba de vibración realizados por los laboratorios de prueba de vibración. Algunos de los estándares de prueba de vibración aleatoria más comunes son MIL-STD-810 , RTCA DO-160 e IEC 60068-2-64.
Ver también
Referencias
- ^ Crandall, SH (ed.), 1958, Vibración aleatoria, Nueva York: MIT Press / Wiley.
- ^ Crandell, SH, 1959, Vibración aleatoria, Revisiones de mecánica aplicada, Vol. 12, 739-745.
- ^ Crandall, SH (ed.), 1963, Vibración aleatoria: Vol. 2, Cambridge, MA: MIT Press.
- ^ Crandall, SH, Mark, WD, 1963, Vibración aleatoria en sistemas mecánicos, Nueva York: Academic Press.
- ^ Bolotin VV, 1984, Vibraciones aleatorias de sistemas elásticos, La Haya, Países Bajos: Martinus Nijhoff Publishers.
- ^ Elishakoff, I., Lin, YK, Zhu, LP, 1994, Modelado probabilístico y convexo de estructuras acústicamente excitadas, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, VIII + págs. 296; ISBN 0-444-81624-0 .
- ^ Elishakoff, I, 2017, Métodos probabilísticos en la teoría de estructuras: resistencia aleatoria de materiales, vibración aleatoria y pandeo, World Scientific, Singapur, ISBN 978-981-3149-84-7 , 2017.
- ^ Elishakoff, I., 2018, Manual de soluciones para acompañar métodos probabilísticos en la teoría de estructuras: problemas con soluciones completas y trabajadas, World Scientific, Singapur, ISBN 978-981-3201-10-1 , 2018.
- ^ Elishakoff, I., 2020, Efecto dramático de correlaciones cruzadas en vibraciones aleatorias de sistemas discretos, vigas, placas y conchas, Springer, Nature, Suiza, ISBN 978-3-030-40394-2
- Vibraciones aleatorias, análisis espectral y de ondas, DE Newland
- Análisis mecánico de vibraciones y choques. Volumen 3: Vibración aleatoria , segunda edición, ISTE - Wiley, 2009.