شبیه سازی عددی روش موقعیت دهی در پایه ی نانو دارای عملگر پیزوالکتریک

پایه های موقعیت دهی نانوی انعطاف پذیر موازی با عملگر پیزوالکتریک، به طور گسترده در تصویربرداری های پیشرفته و ابزارهای دقیق اندازه گیری همچون میکروسکوپ پراب پویشی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از عمده ترین نقص های این وسایل، حرکت کوپل شده بین محورهای مختلف آنها است؛ به این معنا که حرکت محور در یک جهت، در تداخل با حرکت جهت های دیگر قرار می گیرد که منجر به آشفتگی های نامطلوب می شود. در این پژوهش، شبیه سازی المان محدود، به منظور بررسی علل عمده ی اثرات متقابل کوپلینگ مکانیکی انجام شده که برای این شبیه سازی از نرم افزار آباکوس بهره گرفته شده است. تحلیل ها برای یک مدل سه بعدی انجام شده که این مدل شامل یک قسمت الاستیک متحرک در مرکز می باشد و توسط چهاربازوی انعطاف پذیر به یک چارچوب ثابت متصل است. همچنین مدل شامل ۷ عملگر پیزوالکتریک به صورت استوانه ای است که روی هم قرار گرفته اند و بین قسمت متحرک مرکزی و چارچوب ثابت، جاسازی شده است. تماس لایه ها به صورت سطح به سطح و اصطکاکی می باشد و از نفوذ ناخواسته ی لایه ها در یکدیگر جلوگیری شده است. شبیه سازی برای دو ضریب اصطکاک مختلف انجام گرفته است. در این شبیه سازی، مشاهده شد که اصلی ترین دلیل اثر کوپلینگ، چرخش پیزوالکتریک ها بوده که ناشی از اصطکاک بین پیزوالکتریک ها است.