随机振动功率谱密度和加速度均方根的关系

zhangxuheng · 发表于 2015-3-9 15:47

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随机振动加速度功率谱密度曲线下面积积分后开方就可以得出加速度均方根，为什么随机振动参数给出曲线后还会加上加速度均方根值呢？
根据加速度功率谱密度曲线如何计算具体频率对应的加速度呢？

hcharlie · 发表于 2015-3-9 16:07

随机试验给出加速度谱密度以后，再告知RMS加速度，是重复的，为了直接强调试验的轻重。
第二问，不存在某个频率下有多少加速度这个问题。

wzboss · 发表于 2015-3-10 03:03

RMS是用来衡量随机振动能量大小的一种方法。2. 曲线代表的是某个频率段的加速度大小。

zhangxuheng · 发表于 2015-3-10 07:59

RMS值是整个频率段内的有效值，这个可以理解。
但是我想知道每个频率对应的加速度值是多少？
随机振动在每一时刻都包含所有的频率的振动，而且每个频率的振动都是加速度随机的振动，但是每个频率的加速度值都服从正态分布，应该可以求出具体值啊？
请高手给解释一下。

hcharlie · 发表于 2015-3-10 08:35

随机振动信号只可以说单位频率范围内有多少加速度能量，不存在某频率下的加速度的说法。
同样随机信号整体可以满足正态分布，也不能说每个频率下都服从正态分布。

zhangxuheng · 发表于 2015-3-10 08:43

我有一个加速度功率谱密度曲线
分布如下：  5~20 Hz    ASD：0.192(m/s2)2/Hz
               20~150Hz    -6dB/OCT

计算求得：总均方根加速度：2.490906 m/s2

如果分别计算 5~20Hz       均方根加速度：1.697m/s2
                  20~150Hz 均方根加速度：1.823m/s2

总的均方根加速度跟单独算就不一样了

zhangxuheng · 发表于 2015-3-10 10:22

请高手指导，非常感谢

zhangxuheng · 发表于 2015-3-11 08:27

问题的来源：
我现在正在设计一款硬盘减震产品，硬盘的耐振动指标如下：
5~22Hz    0.25Gs
22~150Hz  0.5Gs(Gs 应该就是G的意思）
[color=Red]产品用在地铁上面，地铁的随机振动加速度功率谱密度曲线
分布如下：  5~20 Hz    ASD：0.192(m/s2)2/Hz
               20~150Hz    -6dB/OCT
  总均方根加速度：2.490906 m/s2=0.25G
如果按照振动传递率是1来计算，硬盘肯定也会产生问题。
是不是测试时振动加速度可以不按照总均方根加速度来计算呢？
如果分别计算 5~20Hz       均方根加速度：1.697m/s2
                  20~150Hz 均方根加速度：1.823m/s2

苏小贝 · 发表于 2015-3-15 10:38

wzboss 发表于 2015-3-10 03:03
RMS是用来衡量随机振动能量大小的一种方法。2. 曲线代表的是某个频率段的加速度大小。

您好，请问衡量振动能量大小的只有均方根一种方法吗？功率谱是不是也是一种，概率分布密度呢？

hcharlie · 发表于 2015-3-19 21:53

本帖最后由 hcharlie 于 2015-3-24 22:09 编辑

zhangxuheng 发表于 2015-3-10 08:43
我有一个加速度功率谱密度曲线
分布如下：  5~20 Hz    ASD：0.192(m/s2)2/Hz
               20~15 ...

应该按总均方根加速度计算。
因为实际振动加速度的分布是按总均方根加速度计算的，比如3σ（你这里是0.75g）以内的概率为99.73%，这里的σ只能是总均方根加速度。
你是设计硬盘减震系统的，你假设传递率为1，就是没有减震，你应该测量经减震以后硬盘的PSD再求均方根加速度才是。

zhangxuheng · 发表于 2015-3-20 16:18

总均方根加速度0.25G，峰值加速度0.75G，3倍的关系。
如果我想确认减震器减震后的硬盘的加速度值是不是超过硬盘自身的耐振指标（0.25G），我的输入值是0.25G还是按0.75G输入呢

hcharlie · 发表于 2015-3-22 11:03

zhangxuheng 发表于 2015-3-20 16:18
总均方根加速度0.25G，峰值加速度0.75G，3倍的关系。
如果我想确认减震器减震后的硬盘的加速度值是不是超 ...

用0.25还是0.75由硬盘耐振指标的定义决定。

zhangxuheng · 发表于 2015-3-23 11:03

硬盘的振动指标规定如下：
5~22Hz    0.25G
22~150Hz  0.5G

根据我以前做CD产品的经验，耐振指标的规定方式如下：
每个Hz下加速度0.1G开始逐步往上升0.2G，0.3G（正弦定频振动测试）
CD不能工作时的加速度值定义为该Hz下的实力值。
所以 5~22Hz    0.25G  的耐振指标输入值应该是0.25G时硬盘出现故障。

zhangxuheng · 发表于 2015-3-23 15:59

随机振动任意时刻的加速度均值是均方根值（σ），峰值是3σ。是这样的对吧。
减震器在设计计算时需要计算不同频率下振动的传导值，
如果是随机振动的加速度值指的是对应整个频率范围内的，对应每个频率没有固定值？

hcharlie · 发表于 2015-3-23 20:29

zhangxuheng 发表于 2015-3-23 11:03
硬盘的振动指标规定如下：
5~22Hz 0.25G
22~150Hz 0.5G

你这是正弦的标准。
随机试验有正弦试验的不可代替性，所以我觉得还需要制定随机的耐振标准。或者以随机试验标准代替正弦标准。

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