第2部分 运输振动–您关注了吗？什么是运输正弦振动，随机振动，振动强度PSD谱?

什么是运输正弦振动，随机振动，振动强度PSD谱?

考虑是否是振动的一种有用方法是声音。尽管声音频谱高于运输振动频谱，但声音和振动本质是相同的。振动的*简单方式是正弦。弹吉他弦会产生正弦音调，按下喇叭甚至在马路边的停车振动带上行驶都会产生暂时的正弦振动。在测试实验室中，我们通常将振动描述为隆隆声（低频），嘎嘎声（中频）或振铃（高频），这些描述都基于声音的正弦特性。

在下面的示例中，我们显示了一个具有1G输入的实测正弦振动信号。频率以赫兹（Hz）的形式描述，Hz表示每秒的周期数。我们可以通过计算在一秒钟内发生的重复周期数来确定信号的频率。在下面的示例中，我们突出显示了在整个1秒信号中显而易见的一个完整“周期”。如果在该1秒示例波形中计算这些周期的数量，则可以确定该信号具有5 Hz正弦曲线特征频率。

但是，恒定振幅的正弦信号在现实世界的运输振动中并不常见。下面是5 Hz信号和实际常见的运输振动的样本。一个看上去很干净，而另一个看上去比较凌乱-或嘈杂。

这个混乱的信号就是我们所说的随机振动。尽管它看起来可能很杂乱，但可以认为随机信号是由许多正弦小波组成的。例如，卡车拖车将振动传递到货物中，该振动来自道路，车轮（中频），悬架（低频）和刚体结构构件（高频），这些输入中的每一个都有自己的正弦曲线特征，不同的输入同时通过货箱传输到货物中。所有这些正弦小波重叠并合并以创建看起来像随机信号的信号。

那么–如何分析随机中混合的正弦频率和振幅呢？

幸运的是，自动频谱分析技术使我们能够分解随机振动信号，以查看原始正弦信号的频率和幅度。您可以将其视为通过滤波器过滤随机信号。每个滤波器对特定频率敏感，过滤掉敏感频率外的其他频率成分，并且可以告诉您该频率是否存在–以及处于什么级别/强度。我们通过创建一组可以观察整个频谱的滤波器系列，每个滤波器可以识别并报告该频率是否存在信号以及处于哪个级别。

对于运输振动，我们可以通过功率谱密度（PSD）分析来实现。简单来说-我们将所有正弦频率成分从随机信号中单独拉出-然后确定每个频率的强度。在下面的示例中，我们将说明从随机信号中提取5Hz信号，并将该信号的平均强度绘制在PSD谱上。现在，假设对1 Hz，2 Hz，3，Hz，10 Hz，20 Hz，50 Hz等重复该过程，分析每个特定频率的PSD值，按频率 vs PSD值绘制曲线。

通常从每个时间历程信号中计算出数百甚至数千个单独的频率分析线。将所有这些单独的频率-振幅（能量）一起绘制为一条曲线，即可得到代表性的PSD图。

要生成代表特定运输方式的PSD振动谱–需要分析成千上万的振动事件–然后将其统计合并以产生该运输方式中存在的频率和振幅含量（能量）的代表性振动谱，如ASTM等标准中提供不同运输方式下的典型PSD振动谱。

PSD振动谱由其各自的形状和强度定义。我们可以将它们视为环境特性的代表。例如，卡车PSD谱看起来与铁路PSD谱不同。航空运输PSD谱与海洋运输设备谱不同。运输振动PSD振动谱是我们许多人用来推动产品实验室装运前测试和仿真的有效工具，所有这些都是为了验证保护性包装设计和解决方案的可行性。

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