Il fenomeno dello stick-slip

Il fenomeno dello stick-slip ha origine dall’interazione di due superfici che strisciano, e si manifesta come una successione di distacchi seguiti da ri-adesioni causati da improvvise variazioni della forza d’attrito. La forza necessaria per indurre il moto, infatti, è maggiore di quella richiesta per mantenerlo una volta che è stato avviato, e quindi nell’istante del distacco essa diminuisce improvvisamente causando un moto accelerato, che però cessa una volta esaurita l’energia elastica accumulata in precedenza.

Questo fenomeno si manifesta più facilmente nei movimenti lineari, perché sono alternativi e non continui, e quindi devono periodicamente arrestarsi per invertire il verso d’avanzamento. A causa di questo arresto il contatto fra le superfici viene a trovarsi in condizioni di lubrificazione mista in cui il meato non è sufficientemente ampio da impedire che le superfici vengano direttamente a contatto, scongiurando così lo stick-slip. Questo fenomeno è pertanto influenzato dal coefficiente d’attrito, che tanto più è elevato tanto più lo stick-slip è pronunciato.

Lo stick-slip ha implicazioni pratiche in numerose applicazioni come gl’impianti frenanti, le guide di scorrimento, i sistemi idraulici, e persino i sistemi biologici come la cartilagine. Pertanto è necessario comprenderlo al fine d’ottimizzare le prestazioni e ridurre il rumore e l’usura da esso generati. Infatti, un moto intermittente di questo tipo causa:

  • perdite d’energia che riducono le prestazioni e aumentano a consumi a causa delle perdite dissipative;
  • vibrazioni e rumore che generano usura e aumentano i costi di manutenzione;
  • imprevedibilità di comportamento a causa della natura intermittente della forza di contatto, con conseguente difficoltà di controllo e posizionamento.

Carlo Remino
Ricercatore in Meccanica Applicata alle Macchine presso la facoltà di ingegneria dell’Università degli Studi di Brescia. carlo.remino@unibs.it

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