في الأنظمة الخطية، غالبًا ما يُشار إلى الارتداد والتباطؤ على أنهما ظاهرة واحدة. ولكن، مع أنهما يُسهمان في فقدان الحركة، إلا أن أسبابهما وطرق عملهما مختلفة.
رد الفعل العكسي: عدو الأنظمة الخطية

يحدث رد الفعل العكسي بسبب الخلوص، أو التلاعب، بين الأجزاء المتزاوجة، مما يُؤدي إلى نطاق ميت عند عكس اتجاه الحركة. في هذا النطاق الميت، لا تحدث أي حركة حتى تتم إزالة الخلوص بين الأجزاء المتزاوجة.

تشمل المكونات التي عادةً ما تتعرض لرد فعل عكسي: براغي الكرة، وبراغي الرصاص، وأنظمة الأحزمة والبكرات، والتروس. في أنظمة المحامل المُعاد تدويرها، يُمكن أن يُقلل تطبيق الحمل المسبق من رد الفعل العكسي أو يُزيله عن طريق إزالة الخلوص بين الكرات (أو الأسطوانات) ومجاري الهواء. تستخدم بعض الأنظمة غير المُعاد تدويرها طرقًا بديلة، مثل النوابض أو صواميل براغي الرصاص المُصممة خصيصًا، لتقليل رد الفعل العكسي أو إزالته.

أم هو كذلك؟

على الرغم من أن رد الفعل العكسي يُعتبر عمومًا سمة سلبية للأنظمة الميكانيكية، إلا أنه ليس دائمًا ضارًا. أولًا، يُعد إنتاج مكونات خالية تمامًا من رد الفعل العكسي أمرًا مكلفًا، وفي معظم الحالات، غير عملي. كما أن طرق تقليل رد الفعل العكسي تزيد حتمًا من الاحتكاك والتآكل. إذا أمكن تحمّل بعض رد الفعل العكسي في التطبيق، فستكون المكونات المتاحة أقل تكلفةً وأوفر توفرًا، وفي كثير من الحالات، ستكون أطول عمرًا. في التروس وعلب التروس، يُعدّ رد الفعل العكسي ضروريًا للسماح للتروس بالتشابك دون إجهاد أسنان التروس وزيادة الاحتكاك.
ما هو الهستيريسيس؟

غالبًا ما يرتبط التباطؤ بالأنظمة المغناطيسية، ويتجلى في المحركات الكهربائية كفقدان تباطؤ. ببساطة، التباطؤ هو العلاقة بين تفاعل المادة مع حمل ابتدائي (أو قوة مغناطيسية) وتعافيها بعد إزالة الحمل (أو قوة المغناطيسية). على سبيل المثال، عند مغنطة الحديد بمجال خارجي، تتأخر مغنطته عن قوة المغناطيسية. عند إزالة قوة المغناطيسية، يحتفظ الحديد بقدر من مغناطيسيته. بمعنى آخر، لا يعود الحديد تمامًا إلى حالته غير الممغنطة إلا إذا طُبقت عليه قوة مغناطيسية معاكسة.

في الأنظمة الميكانيكية، يرتبط التباطؤ بمرونة المادة. على سبيل المثال، عندما تتحرك الكرات الفولاذية في صمولة كروية من المنطقة غير الحاملة للحمل إلى المنطقة الحاملة للحمل، تزداد القوى المؤثرة عليها، مما يؤدي إلى تشوهها بشكل طفيف. ولكن نظرًا لخصائص مرونة الفولاذ، لا تعود الكرات إلى شكلها الأصلي تمامًا عند عودتها إلى المنطقة غير الحاملة للحمل في الصمولة. هذا التشوه المجهري المستمر ناتج عن التباطؤ.

يؤثر التباطؤ أيضًا على سلوك أعمدة الدفع في الأنظمة الميكانيكية. عند تطبيق عزم الدوران (قوة التوائية) على عمود، يُنتج إجهادًا داخليًا يُغير شكله. يُشار إلى هذا التغير في الشكل بالانفعال (أو الانفعال الالتوائي في حالة التحميل الالتوائي). في المواد المرنة تمامًا، تكون العلاقة بين الإجهاد والانفعال خطية. لكن قلة من المواد تتمتع بمرونة كاملة، وعدم مرونة المواد يُعطيها منحنى إجهاد-انفعال غير خطي. يُشار إلى هذا السلوك غير الخطي مع تزايد القوى وتناقصها بالتباطؤ.
متى تصبح الهستيريسيس مهمة في الأنظمة الخطية؟

في جميع المراحل الميكانيكية، باستثناء أعلى مستويات الدقة، يكون تأثير الهستيريسيس ضئيلاً على دقة التموضع وقابلية التكرار، وفي معظم الحالات، تتجاوز آثار الارتدادية آثار الهستيريسيس بكثير. ومع ذلك، فإن مشغلات البيزو، التي تعتمد على إجهاد المادة لإنتاج الحركة، قد تعاني من هيستيريسيس بنسبة تتراوح بين 10% و15% من الحركة المطلوبة. ويمكن أن يؤدي تشغيل مشغلات البيزو في نظام مغلق الحلقة إلى تقليل آثار الهستيريسيس أو القضاء عليها تماماً.