Doğrusal sistemlerde boşluk ve histerezis genellikle aynı olgu olarak anılır. Ancak her ikisi de hareket kaybına neden olsa da nedenleri ve çalışma yöntemleri farklıdır.
Boşluk: Doğrusal sistemlerin düşmanı

Boşluk, hareket yönü tersine çevrildiğinde ölü bir bant oluşturan eşleşen parçalar arasındaki boşluk veya boşluktan kaynaklanır. Ölü bantta eşleşen parçalar arasındaki boşluk ortadan kaldırılmadıkça hiçbir hareket meydana gelmez.

Tipik olarak boşlukla karşılaşan bileşenler arasında bilyalı vidalar, kurşun vidalar, kayış ve kasnak sistemleri ve dişliler bulunur. Devridaimli rulman sistemlerinde ön yükün uygulanması, bilyalar (veya makaralar) ile yuvarlanma yolları arasındaki boşluğu kaldırarak boşluğu azaltabilir veya ortadan kaldırabilir. Bazı devridaimsiz sistemler, boşluğu azaltmak veya ortadan kaldırmak için yaylar veya özel olarak tasarlanmış kurşun vida somunları gibi alternatif yöntemler kullanır.

Yoksa öyle mi?

Her ne kadar boşluk genellikle mekanik sistemlerin olumsuz bir özelliği olarak görülse de her zaman zararlı değildir. Birincisi, tamamen boşluksuz bileşenlerin üretilmesi pahalıdır ve çoğu durumda pratik değildir. Ve boşluk azaltıcı yöntemler kaçınılmaz olarak sürtünmeyi ve aşınmayı artırır. Uygulamada bir miktar boşluk tolere edilebilirse, mevcut bileşenler daha ucuz olacak, daha kolay temin edilebilecek ve birçok durumda daha uzun ömürlü olacaktır. Dişlilerde ve dişli kutularında, dişli dişlerine aşırı gerilim uygulamadan ve sürtünmeyi artırmadan dişlilerin birbirine geçmesini sağlamak için bir miktar boşluk gereklidir.
Histerezis nedir?

Histerezis çoğunlukla manyetik sistemlerle ilişkilidir ve elektrik motorlarında histerezis kaybı olarak kendini gösterir. Basitçe ifade etmek gerekirse histerezis, bir malzemenin başlangıç ​​yüküne (veya mıknatıslama kuvvetine) tepkisi ile yük (veya mıknatıslama kuvveti) kaldırıldıktan sonra malzemenin toparlanması arasındaki ilişkidir. Örneğin demir bir dış alan tarafından mıknatıslandığında, demirin mıknatıslanması mıknatıslanma kuvvetinin gerisinde kalır. Mıknatıslanma kuvveti ortadan kaldırıldığında demir bir miktar mıknatıslanmayı korur. Başka bir deyişle, demir, karşıt bir mıknatıslama kuvveti uygulanmadığı sürece, mıknatıslanmamış durumuna tam olarak geri dönemez.

Mekanik sistemlerde histerezis malzemenin esnekliği ile ilgilidir. Örneğin, bir bilyalı somunun içindeki çelik bilyalar yük taşımayan bölgeden yük taşıyan bölgeye doğru hareket ettikçe maruz kaldıkları kuvvetler artar ve bunların hafifçe deforme olmasına neden olur. Ancak çeliğin elastik özellikleri nedeniyle bilyalar, somunun yük taşımayan bölgesine geri döndüklerinde orijinal şekillerine tam olarak dönemezler. Bu kalıcı, mikroskobik deformasyon histerezis nedeniyledir.

Histerezis ayrıca mekanik sistemlerdeki tahrik millerinin davranışını da etkiler. Bir mile tork (burulma kuvveti) uygulandığında, bu bir iç gerilim oluşturur ve milin şeklinin değişmesine neden olur. Şekildeki bu değişikliğe gerinim (veya burulma yüklemesi durumunda burulma gerinimi) adı verilir. Mükemmel elastik malzemelerde gerilim ve gerinim arasındaki ilişki doğrusaldır. Ancak çok az malzeme tamamen elastiktir ve malzemelerin esnek olmaması onlara doğrusal olmayan bir gerilim-gerinim eğrisi verir. Kuvvetler arttıkça ve azaldıkça bu doğrusal olmayan davranışa histerezis denir.
Doğrusal sistemlerde histerezis ne zaman önemlidir?

En yüksek hassasiyetli mekanik aşamalar dışında, histerezisin konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirliği üzerinde ihmal edilebilir bir etkisi vardır ve çoğu durumda geri tepmenin etkileri, histerezisin etkilerini büyük ölçüde aşar. Bununla birlikte, hareket üretmek için malzeme gerilimine dayanan piezo aktüatörler, komut verilen hareketin yüzde 10 ila 15'i oranında histerezis yaşayabilir. Piezo aktüatörlerin kapalı devre bir sistemde çalıştırılması histerezis etkilerini azaltabilir veya ortadan kaldırabilir.