بررسی رفتار ارتعاشی غیرخطی میکروتیرک های پیزوالکتریک در برهم کنش با نانو ذرات کروی
محل انتشار: فصلنامه مدل سازی در مهندسی، دوره: 15، شماره: 48
سال انتشار: 1396
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 477
فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JME-15-48_008
تاریخ نمایه سازی: 20 آبان 1397
چکیده مقاله:
امروزه میکروتیرکهای پیزوالکتریک بواسطه داشتن ساختاری انعطاف پذیر، حساسیت بالا به نیروهای مولکولی و اتمی و همچنین پاسخ دهی بسیار سریع بطور گسترده ای در میکروسکوپ های نیروی اتمی، اصطکاکی و اسکن حرارتی مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به جابجایهای کوچک این نوع میکروتیرکها، تحلیل ارتعاشی کامل و مطالعه چگونگی رفتار آنها می تواند، نقشی کلیدی در دقت اندازه - گیری های آنها و همچنین طراحی بهینه شان داشته باشد. در مدغیرتماسی میکروسکوپ نیروی اتمی، نیروی غیرخطی واندروالسی باعث غیرخطی شدن حرکت ارتعاشی میکروتیرک می شود. به منظور حل معادله دیفرانسیل غیرخطی حرکت در این مقاله از روش عددی (رانچ کوتا و المان محدود) و تحلیلی (چند مقیاسی) استفاده می شود. بهره گیری از روش های حل مختلف، امکان مقایسه آنها در حل معادله دیفرانسیل حرکت در شرایط مختلف را مهیا می کند. به منظور مطالعه علمی چگونگی تاثیر ضرایب نیرویی بر پارامترهای اصلی حرکت ارتعاشی تحلیل حساسیت ضروری می باشد. به این منظور به کمک روش Sobol که مبتنی بر واریانس داده های خروجی است، تحلیل حساسیت انجام می پذیرد. نتایج شبیه - سازی نشان می دهد که مدل تیر ناپیوسته و همچنین روش المان محدود از دقت قابل قبولی در محاسبه فرکانس طبیعی و دامنه تشدید این نوع میکروتیرکبرخوردار است. با نزدیک شدن میکروتیک به سطح نمونه و شدت گرفتن نیروی غیرخطی برهم کنش نتایج روش چند مقیاسی از نتایج دو روش حل دیگر فاصله می گیرد. این موضوع بیانگر کاهش دقت روش چند مقیاسی با شدت گرفتن غیرخطی شدن سیستم می باشد. نتایج تحلیل حساسیت نیز مشخص می کنند که مداول حرکت ارتعاشی میکرو تیرک مناسب ترین مد جهت توپوگرافی سطح و نانوذره می باشد.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
رضا قادری
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر کرد، ایران
مهدی جهانگیری
مربی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر کرد، ایران
احمد حقانی
مربی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر کرد، ایران
سعید دانشمند
استادیاردانشکده مهندسی مکانیک واحدشهرمجلسی دانشگاه آزاد اسلامی اصفهان ایران