۱- استادیار دانشکده فناوری های نوین دانشگاه تبریز
۲- دانشگاه تبریز
چکیده: (۵۲۷۶ مشاهده)
در این مقاله رفتار دینامیکی نانوذره بر روی سطح زبر در حین راندن بر پایه میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، با استفاده از مدل تماس چندنقطهای مدلسازی و شبیهسازیشد. ابتدا یک مدل تماس چندنقطهای برای دو سطح با هندسه زبری متفاوت شامل پروفیل زبری ششوجهی و چهاروجهی، از ترکیب مدل تماس تکنقطهای رامپ با مدلهای تماسی JKR و شوارتز استخراج گردید و معادلات مربوط به سطح تماس واقعی و نیروی چسبندگی برای تماس چندنقطهای سطوح زبر ارائه شد. سپس رفتار دینامیکی نانو/میکرو ذره کروی در راندن روی سطح زبر، با استفاده از مدل تماس چندنقطهای جدید، مدلسازی شد. بعلاوه، شبیهسازی دینامیکی نانو/میکرو ذراتی با شعاعهای50، 400 و 500 نانومتر در جابجایی بر روی سطوح زبر مختلف، با فرض تماس چندنقطهای، تکنقطهای، و سطح صاف اجرا و تحلیل شد. نتایج شبیهسازیها نشان دادند که استفاده از مدل تماس چندنقطهای خصوصاً در شعاعهای زبری کوچک، تأثیر عمدهای در تعیین نیروی بحرانی حرکت دارد. بعلاوه، فرض سطح صاف و یا تماس تک-نقطهای منجر به ایجاد خطای قابلتوجهی در تخمین نیروی بحرانی میشود. نشان داده شد که پروفیل زبری سطح و توزیع زبری عوامل بسیار مؤثری در تعیین تعداد نقاط تماسی بوده و موجب تغییر مقدار نیروی بحرانی پیشبینیشده میشوند. در کل، نیروی بحرانی بهدستآمده از مدل تماس چندنقطهای در مقایسه با مقادیر بهدستآمده از مدل های سطح صاف و تماس تکنقطهای، به ترتیب کاهش و افزایشیافته است.
نوع مقاله:
مقاله پژوهشی کامل |
موضوع مقاله:
سیستمهای میکرو و نانو دریافت: 1395/3/10 | پذیرش: 1395/4/20 | انتشار: 1395/5/24