Nei sistemi lineari, il contraccolpo e l'isteresi sono spesso indicati come lo stesso fenomeno. Ma mentre entrambi contribuiscono al movimento perso, le loro cause e metodi di funzionamento sono diversi.
Contraccolpo: il nemico dei sistemi lineari

Il contraccolpo è causato da spazio o gioco tra parti di accoppiamento, che introduce una fascia morta quando la direzione del viaggio viene invertita. Nella banda morta, non si verifica alcun movimento fino a quando non viene eliminato il gioco tra le parti di accoppiamento.

I componenti che in genere sperimentano un contraccolpo includono viti a sfera, viti di piombo, sistemi a cinghia e puleggia e ingranaggi. Nei sistemi di cuscinetti a ricircolo, l'applicazione del precarico può ridurre o eliminare il contraccolpo rimuovendo il gioco tra le palle (o i rulli) e le piste. Alcuni sistemi non rettircolanti utilizzano metodi alternativi, come molle o dadi a vite di piombo appositamente progettati, per ridurre o eliminare il contraccolpo.

O è?

Sebbene il contraccolpo sia generalmente visto come una caratteristica negativa dei sistemi meccanici, non è sempre dannoso. Innanzitutto, produrre componenti completamente senza contraccolpo è costoso e, nella maggior parte dei casi, poco pratico. E i metodi che riducono il contraccolpo aumentano inevitabilmente l'attrito e l'usura. Se un certo contraccolpo può essere tollerato nell'applicazione, i componenti disponibili saranno meno costosi, più prontamente disponibili e, in molti casi, avranno una vita più lunga. In ingranaggi e cambi, è necessario un po 'di contraccolpo per consentire agli ingranaggi di mesh senza stressare i denti degli ingranaggi e aumentare l'attrito.
Cos'è l'isteresi?

L'isteresi è spesso associata a sistemi magnetici e si manifesta nei motori elettrici come perdita di isteresi. In parole povere, l'isteresi è la relazione tra la reazione di un materiale a un carico iniziale (o forza di magnetizzazione) e il recupero del materiale una volta rimosso il carico (o la forza di magnetizzazione). Ad esempio, quando il ferro è magnetizzato da un campo esterno, la magnetizzazione dei ritardi di ferro dietro la forza magnetizzante. Quando la forza magnetizzante viene rimossa, il ferro mantiene una certa quantità di magnetismo. In altre parole, il ferro non si riprende completamente al suo stato non magnetico a meno che non venga applicata una forza di magnetizzazione avversaria.

Nei sistemi meccanici, l'isteresi è correlata all'elasticità di un materiale. Ad esempio, mentre le sfere in acciaio in un dado a sfera si muovono dalla zona non carica alla zona portante, le forze che sperimentano aumentano, facendole deformarsi leggermente. Ma a causa delle proprietà elastiche dell'acciaio, le sfere non tornano completamente alla loro forma originale quando si spostano nella zona non carica del dado. Questa deformazione microscopica persistente è dovuta all'isteresi.

L'isteresi influenza anche il comportamento degli alberi di trasmissione nei sistemi meccanici. Quando la coppia (una forza torsionale) viene applicata a un albero, produce una sollecitazione interna e fa sì che l'albero cambi forma. Questo cambiamento di forma è indicato come deformazione (o, deformazione torsionale, nel caso del carico torsionale). In materiali perfettamente elastici, la relazione tra stress e tensione è lineare. Ma pochi materiali sono perfettamente elastici e l'inelasticità dei materiali offre loro una curva non lineare-deformazione. Questo comportamento non lineare all'aumentare delle forze e della diminuzione viene definita isteresi.
Quando è importante l'isteresi nei sistemi lineari?

In tutti tranne le fasi meccaniche tranne la massima precisione, l'isteresi ha un effetto trascurabile sulla precisione e la ripetibilità del posizionamento e, nella maggior parte dei casi, gli effetti del contraccolpo superano notevolmente quelli dell'isteresi. Tuttavia, gli attuatori di piezo, che si basano sulla tensione del materiale per produrre movimento, possono sperimentare un'isteresi dal 10 al 15 percento del movimento comandato. Gli attuatori di piezo operativi in ​​un sistema a circuito chiuso possono ridurre o eliminare gli effetti di isteresi.