Experiments on vibration-driven stick-slip locomotion: A sliding bifurcation perspective

اصطکاک خشک در رابط تماس بین دو سطح به نظر می رسد و منبع ارتعاش لغزش چوب است. به جای اینکه یک عامل منفی باشد، اصطکاک خشک برای سیستم حرکتی لرزش محور ضروری است. با این حال، حرکات کششی لغزش ناشی از خشکی اصطکاک در تحقیقات قبلی به طور کامل درک نشده است، به ویژه از نظر آزمایش. در این مقاله، ما به صورت آزمایشی مطالعه دینامیک لغزش چوب یک سیستم حرکتی ارتعاشی از یک دید دو طرفه کشویی را بررسی می کنیم. برای این منظور، ابتدا یک نمونه اولیه متحرک بر اساس یک پیستون الکتریکی داخلی طراحی و ساخته ایم. با استفاده از رزونانس مکانیکی، تغییر شکل پیزوالکتریک کوچک به طور قابل توجهی تقویت می شود تا رانندگی نمونه اولیه برای دستیابی به حرکت موثر باشد. از طریق شناسایی ویژگی های لغزش لغزش در تاریخ های سرعت، ما می توانیم حرکت سیستم را به چهار نوع تقسیم کنیم و یک نمودار دسته بندی لغزش چوب بگیریم. در هر منطقه از نمودار، جابه جایی نشان می دهد پویایی لغزندگی کیفی متفاوت است. چنین نمودار طبقه بندی در واقع یک نمودار دوبعدی کشویی است؛ عبور از یک ناحیه لغزنده چوب به دیگری مربوط به راه اندازی دوچرخه کشویی است. علاوه بر این، یک مدل ساده یک درجه آزادی ساده، با عقلانیت ساده سازی به صورت تئوری و عددی توضیح داده شده است. بر اساس مدل معادل، طبقه بندی لغزش عددی نیز بدست می آید که نشان می دهد که توافق خوب با آزمایش ها به صورت کیفی و کمی وجود دارد. به بهترین دانش ما، این اولین کار است که به صورت تجربی دیاگرام کشویی را ایجاد می کند. دسته بندی های لغزش کشف شده درک ما از دینامیک لغزش لغزش در سیستم های لرزش محور را تقویت می کنند و می توانند به عنوان پایه ای برای طراحی و بهینه سازی سیستم عمل کنند.