La vibración aleatoria es cualquier vibración que no sigue un patrón. Está presente hasta cierto punto en una amplia variedad de sistemas mecánicos y eléctricos. Aunque la vibración aleatoria no se puede predecir con exactitud, las estadísticas pueden generar información útil para entornos de vibración. Los automóviles en la carretera y el lanzamiento de cohetes son dos situaciones que pueden enfrentar una intensa vibración aleatoria. Los ingenieros utilizan datos estadísticos para simular esta vibración en el laboratorio.
A menudo se pueden predecir ciertas probabilidades de comportamiento de vibración aleatoria. Por ejemplo, si un automóvil en la carretera vibra aleatoriamente en la dirección vertical, sus posiciones futuras sobre el suelo no se pueden conocer con exactitud. Sin embargo, se puede predecir la probabilidad de que el automóvil esté por encima de cierta altura. Esto es posible porque el comportamiento aleatorio sigue una distribución normal o «curva de campana». El comportamiento de dicho sistema se puede analizar con las herramientas de estadística.
El análisis estadístico puede proporcionar información como el valor promedio de muchas mediciones. En el ejemplo del automóvil, la altura promedio desde el suelo puede ser algo así como 1 pie (30.5 cm). En una muestra suficientemente grande de mediciones, las estadísticas también pueden dar desviaciones estándar. Una desviación estándar es la distancia desde el valor medio que contiene el 68.2% de todos los puntos de datos. Para la prueba de vibración del automóvil, el 68.2% de las medidas de altura pueden estar dentro de 1 pulgada (2.54 cm) de la altura media.
Cuando se ha calculado la desviación estándar de los datos de prueba, los ingenieros pueden usarla para diseñar productos. Las condiciones de vibración aleatorias en muchas carreteras diferentes son similares, por lo que los datos estadísticos son bastante confiables. Los ingenieros utilizan estos datos para replicar las condiciones de vibración en un laboratorio, donde es más fácil ejecutar pruebas en diferentes diseños de productos.
Otra situación que experimenta vibraciones aleatorias es el lanzamiento de un cohete. Las cargas útiles de los cohetes sienten un pico inicial de vibración cuando el motor se enciende. Unos segundos más tarde, las vibraciones provienen principalmente del motor en llamas. Una vez que el cohete supera la velocidad del sonido, la vibración se debe principalmente a ondas de choque y efectos aerodinámicos en el vehículo. Más tarde, algunas vibraciones pueden resultar de propulsores más pequeños que corrigen la orientación del cohete.
Al igual que con el automóvil, los cohetes y sus cargas útiles deben diseñarse para resistir vibraciones aleatorias. Los ingenieros necesitan conocer los datos estadísticos de la vibración para poder reproducir estas condiciones en el laboratorio. No sería práctico lanzar un cohete de prueba cada vez que fuera necesario probar un nuevo diseño de carga útil. Más bien, los ingenieros colocan sensores en los cohetes que se lanzan y luego usan estos datos más tarde.