دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 12 3 2012 08 22 Static pull-in instability analysis of beam type NEMS under molecular force using strain gradient theory آنالیز ناپایداری پولین برای نمزهای تیرشکل تحت نیروهای ملکولی با استفاده از تئوری گرادیان کرنش 37 49 7575 FA یعقوب طادی استادیار دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شهرکرد ایمان کریمی پور دانشگاه شهرکرد Journal Article In this paper, stress gradient theory is used to model the static pull-in instability and size effect of electrostatic nanocantilevers in the presence of electrostatic and dispersion (Casimir/van der Waals) forces. The Differential transformation method (DTM) is employed to solve the nonlinear constitutive equation of the nanostructure as well as numerical methods. The basic engineering design parameters such as critical tip deflection and pull-in voltage of the nanostructure are computed. It is found that in the presence of dispersion forces, both pull-in voltage and deflection of the nanobeam increase with increasing the size effect. Compared to the pull-in voltage, the pullin deflection of the beam is less sensitive to the size effect at sub-micrometer scales. On the other hand, the size effect can increase the pull-in parameters of the nano-actuators only in sub-micrometer scales. The results indicate that the proposed analytical solutions are reliable for simulating nanostructures at sub-micrometer ranges. در این مطالعه، ناپایداری استاتیکی پولین (PI) یک نانو تیر یک سر درگیر و اثر اندازه تحت اثر نیروی الکترواستاتیک و نیروهای بین مولکولی ( نیروی کازمیر و واندروالس ) با استفاده از تئوری گرادیان کرنش (SGT) مورد مطالعه قرار گرفته است. برای حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر سیستم از روش کارآمد تبدیل دیفرانسیل (DTM) و روش عددی استفاده شده است. پارامترهای پایه برای طراحی مهندسی در مقیاس نانو همانند خیز بحرانی انتهای تیر و ولتاژ پولین در این مطالعه محاسبه شده است. با توجه به یافته های این تحقیق می توان نتیجه گرفت که نیروهای بین ملکولی ولتاژ پولین را کاهش می دهد و اثر اندازه در مقیاس نانو باعث افزایش پارامترهای کشش می گردد و می توان روش DTM را به عنوان روش کارآمد برای تحلیل سازه های نانویی تیر شکل در مقیاس کمتر از میکرون بکار گرفت. https://mme.modares.ac.ir/article_7575_b56522cb95aa89c207e129509362cce3.pdf