Nuno Araujo juhitud ETH Zürichi füüsikute töörühm arendas mehaanilistes süsteemides hõõrdumist vähendavate veerelaagrite parendmiseks uue meetodi. Arvutisimulatsioonist selgus, et mehaanilisest häiritusest taastub kõige paremini laager, mille iga üksiku veereva osa läbimõõt ja mass on proportsionaalsed.
Veerelaagri erivariant: kuullaager (allikas: Wikipedia)
Töörühma kirjutatud matemaatiline mudel uuris kaht tasandis paiknevat ketaslaagrit, mille vahele oli pikitud väiksemaid veerekettaid. Libisemise vältimiseks omistati igale puutuvale laagri kettale võrdne vastassuunaline tangentsiaalkiirus.
Leiti, et ketaste süsteem toimis väliste häirituste suhtes sünkroniseeritud ostsillaatorite võrgustikuna. Võnkumine osutus stabiilseks juhul, kui iga ketta läbimõõt ja massi olid proportsionaalsed.
Lisaks tõestas uurimus varasemaid hüpoteese, mille kohaselt on sünkroniseeritud laagersüsteem stabiilseim siis, kui selle osade vahelise interaktsiooni tugevus on pöördvõrdeline iga ostsillaatori (ketta) puutujate arvuga. Töörühma mudelis oli suurematel ketastel sõltumata enamast puutepunktide hulgast inertsuse tõttu naabritega väiksem interaktsioon.
Mudeli osiste vahel ühtlaselt jaotatud mehaaniliste pingete ning töö uurimine võimaldas ühtlasi optimeerida veereosiste puutepunktide arvu ning vaheketaste inertsi arvutamise funktsioonid.
Eelnenud uurimused on näidanud, et kahemõõtmelised laagritopoloogiad (nt. ETH mudel) võimendavad ostsillaatorite sünkronisatsiooni. Arvatakse, et väikseid ja suuri veereosiseid ühildavate laagrite füüsika suudab seletada tektooniliste plaatide vahelisi seismilisi nullpunkte. Väikesed laamadevahelised maavärinavabad tühimikud võivad käituda hõõret vähendavate laagritena.
Zürichi töörühma teadlased loodavad, et nende tööd saab tulevikus kasutada paremate ja vastupidavamate laagersüsteemide valmistamiseks. ETH töörühma liige Hans Herrmann arvab, et laagrite masside ning läbimõõtude suhte häälestamine vähendaks veerelaagrite kulumist.
Mudelit saaks kasutada ka närvivõrgustike ning tehniliste infrastruktuuride kirjeldamiseks: Herrmanni arvates koguni ülemaailmse internetiliikluse paremaks mõistmiseks.
Allikas: Phys.org
Leave a Reply