مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل رزونانس اولیه نانولوله کربنی تک لایه انحنادار روی بستر ویسکوالاستیک در محیط حرارتی تحت بار هارمونیک

نویسندگان
حبیب رمضان نژاد آزاربنی 1
حماد کشاورزپور 2
1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامسر
2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت، رشت، ایران
چکیده
در این مقاله بر اساس مدل تیر اویلر برنولی به تحلیل پاسخ فرکانسی رزونانس اولیه نانولوله‌های کربنی تک لایه انحنادار رو بستر ویسکوالاستیک تحت بار حرارتی محوری در دو وضعیت دما پایین و دما بالا پرداخته شده است. معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی حاکم بر رفتار دینامیکی نانولوله کربنی با در نظر گرفتن مود اول خمیدگی به فرم تابع سینوسی و استفاده از روش گالرکین برای تیر با شرایط مرزی گیردار در دو انتها به معادلات دیفرانسیل غیرخطی معمولی تقلیل داده شده است. برای محاسبه پاسخ فرکانسی نانولوله کربنی از روش مقیاس چندگانه استفاده شده و روابط تحلیلی برای ترسیم منحنیهای آن استخراج شده است. با در نظر گرفتن اثر پیش خمیدگی و تغییرشکل های بزرگ در نانولوله کربنی ترم‌های غیرخطی با توان دو و سه در معادلات حرکت ظاهر می‌شود. اثر تغییر دما در دو وضعیت دما بالا و دما پایین، ضرایب ویسکوالاستیک بستر ، دامنه انحنای اولیه و دامنه نیروی خارجی بر ویژگی‌های پاسخ فرکانس و اثر آن بر رشد یا زوال پدیده پرش پیشرو و پسرو مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل بیان می‌کند که این ضرایب اثرات قابل‌توجهی بر چگونگی تغییر پاسخ فرکانسی نانولوله‌های کربنی دارند.
کلیدواژه‌ها
تئوری تیر اویلر برنولی
رزونانس اولیه
پاسخ فرکانسی
پدیده پرش
نانولوله کربنی انحنادار

موضوعات

عنوان مقاله English

Primary resonance analysis of a curved single walled carbon nanotubes on the viscoelastic medium in thermal environment under harmonic force

نویسندگان English

habib ramezannejad Azarboni 1
Hemad Keshavarzpour 2
1 Assistant Professor of islamic azad university of ramsar
2 Department of Mechanical Engineering, Rasht branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran.
چکیده English

In this paper based on the Euler-Bernoulli beam model, the primary resonance a curved single carbon nanotube subjected to axial thermal force in the case of low temperature and high temperature and resting on a viscoelastic foundation is analytically investigated. The nonlinear partial differential governing equation is reduced to nonlinear ordinary differential governing equation by using of a single-mode Galerkin approximation along with the sinusoidal curvature for clamped-clamped single walled carbon nanotube under harmonic external force. The method of multiple scales is applied to determine the analytical primary resonance frequency response. Considering the curved geometry and the mid-plane stretching, a quadratic and cubic terms are presented in the governing equation. The effects of temperature change in high temperature and low temperature conditions, viscoelastic coefficients of medium, amplitude of sinusoidal curvature and excitation amplitude are investigated to study the property frequency response and development or elimination of forward and backward jumping phenomenon in primary resonance frequency response. The results show that these parameters have a significant effect on the frequency response of a curved single walled carbon nanaotubes under transvers harmonic force.

کلیدواژه‌ها English

Euler-Bernoulli beam theory
Primary resonance
Frequency Response
Jumping phenomenon
Curved single carbon nanotube
[1] H. Alemansour, E. M. Miandoab, and H. N. Pishkenari, Effect of size on the chaotic behavior of nano resonators, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 44, No. 1, pp. 495–505, 2017.
[2] H. Askari and E. Esmailzadeh, Forced vibration of fluid conveying carbon nanotubes considering thermal effect and nonlinear foundations, Composites Part B: Engineering, Vol. 113, No. 1, pp. 31–43, 2017.
[3] H. L. Dai, D. M. Zhao, J. J. Zou, and L. Wang, Surface effect on the nonlinear forced vibration of cantilevered nanobeams, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Vol. 80, No. 1, pp. 25–30, 2016.
[4] S. El-Borgi, R. Fernandes, and J. N. Reddy, Non-local free and forced vibrations of graded nanobeams resting on a non-linear elastic foundation, International Journal of Non-Linear Mechanics, Vol. 77, No. 1, pp. 348–363, 2015.
[5] R. Rafiee, Analysis of nonlinear vibrations ofnonlinear vibrations of a carbon nanotube carbon nanotube using perturbation techniqu using perturbation technique, Modares Mechanical Engineering, Vol. 12, No. 6, pp. 60-67, 2011. (in Persianفارسی )
[6] M. S. Sari, Superharmonic resonance analysis of nonlocal nano beam subjected to axial thermal and magnetic forces and resting on a nonlinear elastic foundation, Microsyst Technol, Vol. 23, No. 8, pp. 3319–3330, 2017.
[7] Y. Z. Wang and F. M. Li, Nonlinear primary resonance of nano beam with axial initial load by nonlocal continuum theory, International Journal of Non-Linear Mechanics, Vol. 61, No. 1, pp. 74–79, 2014.
[8] F. N. Mayoof and M. A. Hawwa, Chaotic behavior of a curved carbon nanotube under harmonic excitation, Chaos, Solitons & Fractals, Vol. 42, No. 3, pp. 1860–1867, 2009.
[9] R. Ghanji, G. H. Payganeh, M. shahgholi, Resonance analysis and free nonlinear vibrations of a nanocomposite with internal damping, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 12, pp. 98-104, 2017. (in Persianفارسی )
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 18، شماره 5
شهریور 1397
صفحه 211-217