Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
4
1
gregorian
2016
7
1
16
5
online
1
fulltext
fa
اثر مقیاس کوچک بر روی ناپایداری دینامیکی پولین در نانوعملگرهای پیچشی با استفاده از مدل دو درجه آزادی
Small scale effect on the dynamic pull-in instability of torsional nano-actuators using 2-DOF model
بررسی رفتار دینامیکی و استاتیکی سازههای در مقیاس میکرو و نانو برای تحلیل و پیش بینی عملکرد و دقت آنها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار میباشد. در مقاله حاضر اثر اندازه و نیروی بین مولکولی واندروالس بر روی رفتار دینامیکی یک نانوآینه پیچشی دو درجه آزادی پیچش و خمش با استفاده از تئوری مرتبه بالای تنش کوپل اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاح شده و در نظر گرفتن نیروی بین مولکولی واندروالس، معادلات حرکت سیستم استخراج شده، سپس با استفاده از روش رانگ کوتا این معادلات حل شده و عملکرد دینامیکی نانوآینه و منحنیهای فازی آن بدست آمده است. سپس ارتعاش طبیعی پیچشی و انتقالی سیستم با توجه به ولتاژ اعمالی به سیستم بررسی شده و در ادامه، متغیرهای ناپایداری پولین سیستم مورد بررسی قرار گرفته و وابستگی آنها به نیروی واندروالس و اثرات اندازه نشان داده شده است. نتایج نشان میدهند که نقاط تعادل سیستم شامل نقاط سنتر و نقاط پایدار فوکوس هستند که این نقاط در منحنیهای فازی مسیرهای حلقوی متناوب و حلقههای هتروکلینیک را ایجاد خواهند کرد. همچنین اثر اندازه و مدل تنش کوپل اصلاح شده بر دامنه نوسان و فرکانس ارتعاش سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. مدل ارائه شده در این مقاله قادر است نتایج تجربی را با دقت بسیار خوبی و بهتر از مدلهای کلاسیک پیشین پیش بینی کند و فاصله بین تئوریهای قبلی را با نتایج تجربی کاهش دهد.
Consideration of dynamic and static behavior of structures in nano and micro scale for analysis and predicting of their performance and accuracy have more importance. In this study, the effect of size and intermolecular van der Waals force on dynamic behavior of torsional nanomirror considering bending-torsion two degree of freedom model using the higher order modified couple stress theory has been investigated. First considering the higher order modified couple stress theory and intermolecular van der Waals force, equation of motion of system is developed, afterwards using Rung-Kuta method, this equations is solved and dynamic performance of nanomirror and its phase portraits have been obtained. Also translational and torsional natural frequencies of system considering applied voltage are investigated. So pull-in instability parameters of system are considered and their dependency upon van der Waals force and size effects are determined. Results demonstrate that equilibrium points of system include center points and focus points that phase portraits related to these points exhibit periodic orbits and heteroclinic orbits. Also size effect and modified couple stress model on amplitude and frequency of vibration of system have been investigated. Proposed model in this study is able to predict experimental results with higher precision than previous classic models and reduce the difference between past theories and empirical results.
نانوآینه الکترواستاتیکی پیچشی,ناپایداری پولین دینامیکی,تئوری تنش کوپل اصلاح شده,منحنیهای فازی,نقاط تعادل پایدار و ناپایدار
Torsional electrostatic micromirror,Dynamic pull-in instability,Modified couple stress theory,Phase portraits,Stable and unstable equilibrium points
90
100
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-5545&slc_lang=fa&sid=15
Soroosh
Malihi
سروش
ملیحی
100319475328460058964
100319475328460058964
No
دانشگاه شهرکرد
Yaghoub
Tadi Bani
یعقوب
طادی بنی
100319475328460062219
100319475328460062219
Yes
دانشیار دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شهرکرد