Ce mois-ci, Samsung a rappelé 2,8 millions de machines à laver à chargement par le haut en raison de vibrations excessives qui pourraient provoquer la rupture du toit, un problème qui a entraîné au moins neuf blessures signalées. Les vibrations se produisent lorsque les oscillations normales de la machine à laver sont piégées dans la résonance, le faisant trembler de plus en plus fort à la fréquence de résonance.

C'est un problème qui n'afflige pas seulement les machines à laver. Cela peut être un problème avec toutes sortes de machines qui reposent sur des vibrations et des oscillations, tels que les dispositifs de secouage industriels utilisés pour séparer le gravier de différentes tailles et d'autres matières premières, ou des machines de remuage qui détachent les sédiments collés à l'intérieur d'une bouteille de champagne et facilitent l'élimination des débris.

Mais maintenant, les chercheurs ont développé un algorithme qui pourrait aider les machines à éviter d'être piégées dans ce mouvement de résonance. En utilisant une combinaison de simulations informatiques et d'expériences, les chercheurs ont découvert qu'en augmentant et en diminuant soigneusement la vitesse d'un rotor, ils pourraient le pousser au-delà de sa fréquence de résonance. Le rotor ne se bloque pas en résonance comme la machine à laver défectueuse.

"Notre méthode est analogue à pousser une voiture d'avant en arrière pour la sortir d'un fossé, " a déclaré Alexander Fradkov de l'Institut des problèmes de génie mécanique, Académie russe des sciences. Lui et ses collègues décrivent leur nouvelle recherche cette semaine dans le chaos .

Leur méthode s'applique particulièrement lors de la mise en marche d'une machine et le rotor accélère. En s'accélérant, selon la conception du reste de la machine, il pourrait atteindre une fréquence de résonance. Le rotor pourrait alors se coincer en fonctionnant à cette fréquence, ce qui pourrait causer des dommages ou simplement signifier que la machine ne fonctionne pas comme prévu.

Augmenter la puissance du rotor pourrait le pousser sur la bosse, mais cela demande plus d'énergie et un plus gros, moteur encombrant.

Au lieu, les chercheurs ont découvert qu'en augmentant ou en diminuant la vitesse du rotor par petites quantités, ils pourraient contrôler sa fréquence et lui faire dépasser la résonance. Ils ont utilisé un ordinateur pour modéliser un système dans lequel deux rotors vibratoires sont couplés ensemble. Les résultats de leur modèle correspondaient à ceux d'une machine à deux rotors conçue pour ce genre d'expériences.

Les chercheurs ont également utilisé une analyse mathématique spécifique pour montrer qu'en contrôlant un système avec des intensités arbitrairement faibles, ils pouvaient le faire passer d'un état de mouvement à n'importe quel autre état. Ce scénario théorique, impliquant un système à un seul degré de liberté et en supposant aucun frottement, est important pour mieux comprendre la physique cybernétique - l'étude de la façon de contrôler un système physique, Fradkov a expliqué.

"Ce résultat nous permet d'être plus optimistes dans les applications pratiques car il fournit un algorithme pour passer d'une position à une autre avec peu d'effort, " il a dit.

L'étape suivante, disent les chercheurs, est de voir comment contrôler un système à proximité de résonances à des fréquences plus élevées (et donc d'énergies) et d'explorer les effets de différentes conditions initiales.