Lineaarisissa järjestelmissä vastaiskua ja hystereesiä kutsutaan usein samaksi ilmiöksi. Mutta vaikka ne molemmat edistävät liikkeen katoamista, niiden syyt ja toimintatavat ovat erilaisia.
Vastaisku: Lineaaristen järjestelmien vihollinen

Välyksen aiheuttaa välys tai välys yhteenliittyvien osien välillä, mikä aiheuttaa kuolleen kaistan, kun kulkusuuntaa vaihdetaan. Kuolleella kaistalla liikettä ei tapahdu, ennen kuin yhteenliittyvien osien välinen välys on poistettu.

Tyypillisesti välystä aiheuttavia osia ovat kuularuuvit, lyijyruuvit, hihna- ja hihnapyöräjärjestelmät sekä hammaspyörät. Kierrätyslaakerijärjestelmissä esijännityksen käyttäminen voi vähentää tai poistaa välystä poistamalla pallojen (tai rullien) ja juoksuteiden välistä välystä. Joissakin ei-kierrätysjärjestelmissä käytetään vaihtoehtoisia menetelmiä, kuten jousia tai erityisesti suunniteltuja lyijyruuvimuttereita, vähentääkseen tai eliminoidakseen välyksen.

Vai onko se?

Vaikka välystä pidetään yleensä mekaanisten järjestelmien negatiivisena ominaisuutena, se ei aina ole haitallista. Ensinnäkin täysin välyksettömien komponenttien valmistaminen on kallista ja useimmissa tapauksissa epäkäytännöllistä. Ja välystä vähentävät menetelmät lisäävät väistämättä kitkaa ja kulumista. Jos sovelluksessa voidaan sietää jonkin verran vastaiskua, saatavilla olevat komponentit ovat halvempia, helpommin saatavilla ja monissa tapauksissa niiden käyttöikä on pidempi. Vaihteistoissa ja vaihteistoissa tarvitaan jonkin verran välystä, jotta vaihteet pääsevät yhteen ilman, että hammaspyörän hampaita rasitetaan liikaa ja kitka lisääntyy.
Mitä on hystereesi?

Hystereesi liittyy useimmiten magneettijärjestelmiin ja ilmenee sähkömoottoreissa hystereesihäviönä. Yksinkertaisesti sanottuna hystereesi on suhde materiaalin reaktion alkukuormaan (tai magnetointivoimaan) ja materiaalin palautumisen välillä, kun kuorma (tai magnetointivoima) on poistettu. Esimerkiksi, kun rauta magnetoidaan ulkoisella kentällä, raudan magnetoituminen jää jälkeen magnetointivoimasta. Kun magnetointivoima poistetaan, rauta säilyttää jonkin verran magnetismia. Toisin sanoen rauta ei palaudu täysin magnetisoimattomaan tilaansa, ellei siihen kohdisteta vastakkaista magnetointivoimaa.

Mekaanisissa järjestelmissä hystereesi liittyy materiaalin elastisuuteen. Esimerkiksi kun kuulamutterissa olevat teräspallot siirtyvät ei-kantavalta vyöhykkeeltä kantavalle alueelle, niihin kohdistuvat voimat kasvavat, jolloin ne muuttavat hieman muotoaan. Mutta teräksen elastisten ominaisuuksien vuoksi kuulat eivät palaa täysin alkuperäiseen muotoonsa, kun ne siirtyvät takaisin mutterin kantamattomalle alueelle. Tämä jatkuva, mikroskooppinen muodonmuutos johtuu hystereesistä.

Hystereesi vaikuttaa myös käyttöakseleiden käyttäytymiseen mekaanisissa järjestelmissä. Kun vääntömomentti (vääntövoima) kohdistetaan akseliin, se tuottaa sisäisen jännityksen ja saa akselin muuttamaan muotoaan. Tätä muodon muutosta kutsutaan venymäksi (tai vääntöjännitykseksi, kun kyseessä on vääntökuormitus). Täysin elastisissa materiaaleissa jännityksen ja venymän välinen suhde on lineaarinen. Mutta harvat materiaalit ovat täysin joustavia, ja materiaalien joustamattomuus antaa niille epälineaarisen jännitys-venymäkäyrän. Tätä epälineaarista käyttäytymistä voimien kasvaessa ja pienentyessä kutsutaan hystereesiksi.
Milloin hystereesillä on merkitystä lineaarisissa järjestelmissä?

Kaikissa paitsi korkeimman tarkkuuden mekaanisissa vaiheissa hystereesillä on mitätön vaikutus paikannustarkkuuteen ja toistettavuuteen, ja useimmissa tapauksissa välyksen vaikutukset ylittävät suuresti hystereesin vaikutukset. Pietsotoimilaitteet, jotka luottavat materiaalin jännitykseen liikkeen tuottamiseksi, voivat kuitenkin kokea hystereesiä, joka on 10-15 prosenttia komennellusta liikkeestä. Pietsotoimilaitteiden käyttäminen suljetussa järjestelmässä voi vähentää tai poistaa hystereesivaikutuksia.