Приложение С (справочное). Состав частот и стационарность

Приложение С
(справочное)

Состав частот и стационарность

Содержание настоящего приложения касается решения двух задач:

a) состава частот;

b) стационарности состава частот.

Целью обеих задач является формирование входного волнового импульса, должным образом имитирующего возбуждение постулированным сейсмическим событием. Даже в случае, когда TRS охватывает RRS, вследствие отличия форм колебаний этих двух спектров состав частот их волновых колебаний может меняться коренным образом. Подобное явление может наблюдаться в отношении одних частот и быть нехарактерным для других. Существует ряд способов, которыми можно воспользоваться, чтобы показать адекватность состава частот синтезированной формы волнового импульса, например, следующим образом:

c) RRS охвачен TRS при аналогичных формах спектров, таким образом подобные усиления приводят к значительным спектральным пикам в диапазонах усиления спектров;

d) состав частот формы волнового импульса при испытании, полученной на основе преобразования Фурье, совместим с областью усиления RRS;

e) состав частот PSD волнового импульса при испытании совместим с усиленной частью RRS.

Показав надлежащий состав частот, необходимо также показать его статистическое постоянство во времени при разумной допустимой погрешности.

Чтобы гарантировать стационарность, все необходимые частоты в многочастотных волновых импульсах должны статистически присутствовать в сильных колебаниях. Один из способов убедиться в стационарности - показать это, получая TRS с временным интервалом. Процедура приведена ниже.

Процедура получения спектра отклика с временным интервалом отличается от традиционного анализа спектра отклика тем, что выявление пика откликов осцилляторов с одной степенью свободы происходит как функция временных интервалов. Например, промежуток времени, равный 30 с, может быть разделен на пять интервалов по 6 с, каждый из которых имеет соответствующий спектр отклика. Следует отметить, что временная зависимость входного сигнала постоянна во всем промежутке времени и не разделена на интервалы. На практике минимальный временной интервал должен составлять некоторую величину, кратную периоду наименьшей частоты. Основание для сравнения можно получить из похожего анализа временных зависимостей репрезентативного реального землетрясения.

Другой метод подтверждения стационарности состава частот предполагает использование PSD с временным интервалом. Участок временной зависимости ускорения вибростенда с сильными колебаниями делят на несколько интервалов и рассчитывают PSD для каждого интервала. Сопоставление нескольких PSD должно показать, что все частоты статистически присутствуют в одинаковой степени в каждом временном интервале. Основание для сравнения можно получить из похожего анализа временных зависимостей репрезентативного реального землетрясения.

Еще один метод подтверждения соответствующей стационарности состава частот заключается в представлении временных зависимостей входного волнового импульса, используемого при испытании. Это можно сделать, разделив волновой импульс на узкополосные составляющие (например, с интервалом 1/3 октавы) и представив временные зависимости для каждого интервала. Каждая частотная составляющая должна быть статистически непрерывной на протяжении всего испытания. При этом вероятностная плотность максимальной амплитуды для каждого интервала волнового импульса шириной 1/3 октавы должна подчиняться распределению Релея. Для подтверждения стационарности можно применять любой другой получивший обоснование метод.

Следует отметить, что для каждого метода синтезирования возбуждающего волнового импульса необходимо продемонстрировать стационарность состава частот хотя бы один раз, т.е. подтверждение стационарности не требуется для каждого испытания.