振动耐久试验——正弦叠加随机
“振动耐久试验，是在振动台上进行的长时间振动试验。本文将详细介绍振动耐久试验中的正弦叠加随机。结合前两篇文章介绍的正弦扫频和宽频随机，本篇仍分别从时域和频域的角度来讲解正弦叠加随机，以方便理解”
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前言
正弦叠加随机SOR (Sine On Random)，顾名思义，即：正弦信号叠加了随机信号
。
前两篇文章分别介绍了：正弦扫频，宽频随机。结合前两篇文章，可以对正弦叠加随机信号有一个直观的理解。
以下例子，
正弦部分（Sine Sweep)为对数扫频：
频率f为： 100，200，240，270，400 Hz
幅值A为： 100，200，200，100，100 m/s2
宽频随机部分（Random）：
频率f为：10，100，300，500，1000 Hz
PSD为： 0.1，0.1，0.005，0.2，0.2 (m/s2)2/Hz
02
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正弦叠加随机——时域
图1 展示了正弦扫频(Sine Sweep)和宽频随机(Random)信号的时域整体图(左)及细节图(右)。
视频1是试验的一段过程。
正弦叠加随机，在时域上看，就是某个时间段内纯正弦信号上增加了很多毛刺（如图1右下图）。当然，如果随机信号量级比较大，叠加后正弦信号的轮廓就不是那么明显了。
图1
视频1
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正弦叠加随机——频域
图2 展示了正弦扫频(Sine Sweep)和宽频随机(Random)信号频域上的PSD（功率谱密度）图。
视频2是试验的一段过程。
需要注意的是：
一些振动台控制软件会将正弦和随机的频谱（PSD）放在一张图内，如图2右下图红色曲线。
该曲线正弦扫频部分（本例中100～400Hz）并不能通过PSD峰值反算
扫频曲线，即通过图2右下图的峰值并不能算出图2右上图的峰值。因为正弦扫频频谱代表当前扫频的频谱，而正弦叠加随机的PSD谱代表的是平均后的谱线。
如图2右下图红色曲线是平均后的结果，是5个数据块的指数平均。
图2
视频2
视频2的结尾，会发现平均后的PSD谱线很奇怪，那是为了方便举例（看到5个平均数据块的细节），故意模拟出比较粗略（扫频的梯度设的很大）的时域信号。
实际应用中正弦叠加随机信号如图3所示，平均的数据块数量取决于对DOF的设置（如：DOF=120）。
当然，有些振动控制软件可以实现将正弦扫频信号和宽频随机信号分开显示，这样更容易理解。
图3
03
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为什么要用正弦叠加随机
图4 和视频3，是正弦叠加随机信号在频域上的瀑布图（为了方便凸显随机信号，特意将01前言部分随机信号放大了3倍，即PSD放大了9倍）。
如果没有叠加随机信号的话，瀑布图在正弦扫频频率范围（100～400Hz）外的能量是0，而对产品的实际振动环境测量结果（图5）在高频部分是有能量的。
图4
视频3
所以，用正弦叠加随机来对产品进行振动考核，是为了更真实的反映产品受到振动激励。见图4右上图和图5的对比（注意视频3最后鼠标所指的位置）。
从制定试验规范的角度来看：
1) 将实际测到的数据对阶次信号进行正弦扫频；
2) 其他频率部分进行宽频随机；
将这两部分整合起来，即：正弦叠加随机(SOR)。
图5
04
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后续文章
以上，是对正弦叠加随机信号的介绍及一些细节问题的解释。下一篇文章将介绍半正弦冲击。