تحلیل غیرخطی ارتعاشات کوپل شده عرضی-طولی در نانوتشدیدگرها تحت نیروی الکترواستاتیک

نانوتشدیدگرها می توانند در برخی حوزه های مهندسی ازجمله فیلترهای کیفیت بالا برای سیگنال های الکتریکی و سنسورها به کار گرفته شوند. بنابراین هدف اصلی این مقاله، تحلیل رفتار دینامیک غیرخطی نانوتشدیدگرهای تحت نیروی الکترواستاتیکی است. براساس تئوری فون کارمن و مدل تیر اویلر - برنولی معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است. همچنین کوپلینگ ارتعاشات طولی و عرضی در نظر گرفته شده است. معادلات دیفرانسیل پاره ای حاکم بر حرکت به وسیله روش گالرکین گسسته سازی شده اند. حل تحلیلی و عددی به ترتیب با استفاده از روش مقیاس های چندگانه و روش رانگ کوتا به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که فاصله هوایی و فرکانس تنظیم به طور قابل ملاحظه ای منحنی های پاسخ فرکانسی غیرخطی را تحت تاثیر قرار می دهند. یک رفتار سخت شونده در پاسخ های فرکانسی غیرخطی نانوتشدیدگر مشاهده می شود. همچنین با مقایسه اثر فاصله هوایی و ولتاژ dc، نتایج حاکی از آن است که فرکانس های طبیعی نانوتشدیدگر نسبت به تغییرات ولتاژ dc، حساس تر هستند. بنابراین، این ویژگی، یک نانوتشدیدگر قابل تنظیم را برای گستره وسیعی از فرکانس ها پیشنهاد می دهد.