從大量實測振動數據的分析結果來看,運輸中的振動在性質上基本屬于窄帶隨機振動(相對氣動噪聲引起的振動),其幅值域分布不滿足瑞利分布,與高斯分布也有偏差,但在小幅值范圍內與高斯分布相接近。
由此看到,大部分振動能量集中在低頻范圍,200Hz以上的能量相當微弱的。大約有70%的能量集中在150Hz,在120Hz范圍內尤為突出。
引起運輸低頻振動環境的因素主要有:主懸掛系統<彈簧承受的重量和非懸掛(沒加在底盤彈簧上的)重量>、輪胎跳動、發動機驅動軸傳動、車身固有頻率、諧波及局部振動。
模擬運輸試驗條件由于車輛在運輸時作用在試件上的振動環境是很復雜的過程,受各種隨機因素支配,理論上預決產品對這種加載方式的響應,還沒有開發出令人滿意的方法。因此,試驗研究仍被廣泛用于評估被試產品的動力學行為和耐磨性。然而,在真實有代表性條件下的實地試驗是非常昂貴費時的,同時僅可對整體車輛進行試驗。因而,大多數試驗要求在試驗室內的振動設備上進行。這種方法要求控制系統能正確模擬外場激勵。
依照研制任務書的要求,產品的累積運輸距離通常要求數千公里,如果在室內采用11等時模擬,則需很長的時間。因此,室內模擬都采用強化試驗條件的辦法,以縮短時間。國軍標GJB150(軍用設備環境試驗方法),美軍標MIL-STD-810E(環境試驗方法和工程導則)中對基本公路運輸規定為,按所給試驗條件進行試驗,每60分鐘代表1600公里。
由于運輸是隨機振動,因而必須運用概率論和數理統計的方法,在線性疲勞累積損傷假設的基礎上,以產品失效概率相一致作為加速模擬的等效準則,作為制訂試驗條件的基礎。
對于以所示實測各點隨機振動響應的時間歷程作為原始依據,理論上講有二種方法可以達到加速疲勞損傷過程的目的。一種方法是保持振動特性不變,而改變隨機振動的頻率特性。由于產品在隨機交變應力作用下是否損傷而導致破壞取決破壞面的狀態。破壞面是振動量值、振動頻率和循環次數為座標軸構成的空間曲面,曲面表示產品在交變應力作用下是否破壞的分界面。破壞面是振動頻率的函數。改變頻率特性,會導致實際該破壞的產品在試驗中不破壞,而不該破壞的產品在試驗中破壞了。因而,改變頻率特性的方法不能達到加速運輸模擬等效的目的。另一種方法是提高振動量值的方法,它不會改變破壞面的狀態,這種方法是可行的。但過度的提高振動量值可能會導致破壞機理的改變。因此,把振動量值的提高必須控制在一定的范圍內。