تحلیل اثر میرایی ترموالاستیک بر ارتعاشات خمشی میکرو نانو تشدیدگرها در میکروسکوپ نیروی اتمی

به منظور طراحی سیستم های میکرو نانوالکترومکانیکی، آگاهی از اثرات میرایی ترموالاستیک برروی ویژگی های ارتعاشی مثل فرکانس تشدید و حساسیت فرکانسی امری ضروری است. در این مقاله اثر میرایی ترموالاستیک بر ارتعاشات خمشی میکرو نانوتشدیدگر مورد استفاده در میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. مدل تشدیدگر یک تیریکسرگیردار متصل به فنر است که فنر اثر سختی سطح مربوط به جنس نمونه تحت آزمایش را در بر می گیرد. معادلات حاکم بر رفتار سیستم شامل معادله انتقال حرارت هدایت و معادلات حرکت ارتعاشی که به یکدیگر کوپل هستند، برای حالت سه بعدی استنتاج شده اند. در حل معادلات حاکم، با اتکا به روش های تحلیلی و در نظر گرفتن فرضیات مناسب ابتدا معادله انتقال حرارت برای توزیع دمای سه بعدی در راستای ضخامت، عرض و طول میکروتیر حل می شود، سپس معادله حرکت ارتعاشی با لحاظ کردن کوپلینگ ترموالاستیک از طریق یک گشتاور وابسته به توزیع دما برای مطالعه مود خمشی حل می شود. انتقال فرکانس تحت اثرات میرایی ترموالاستیک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. انتقال فرکانس بدست آمده در حالت های خاص با انتقال فرکانس حاصل از توزیع دمای دوبعدی مقایسه شده است. نتایج بدست آمده، نشان می دهد که مدل مطرح شده در این مقاله انطباق خوبی با سایر مدل ها دارد و اثر میرایی ترموالاستیک را بر رفتار میکرو نانوتشدیدگرها به صورت دقیق تری پیش بینی می کند.