مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

اثرات محیط سیال روی ارتعاشات رزوناتور میکروتیر با استفاده از تئوری میکروپولار

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی سهند
2 دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه ارومیه
چکیده
در این مقاله به بررسی میرایی فیلم فشرده سیال در میکرو رزوناتور با بکارگیری تئوری میکروپولار پرداخته شده است. مدل پیشنهادی، شامل یک میکروتیر دوسر گیر دار می باشد که توسط صفحاتی در بالا و پایین تیر احاطه شده است. در میکرو فاصله بین میکروتیر و صفحات ثابت هوا قرار دارد. معادله استخراج شده حاکم بر ارتعاش عرضی میکروتیر با استفاده از تئوری گرادیان کرنش و همین طور معادله غیر خطی رینولدز استخراج شده حاکم بر میدان فشار سیال با استفاده از تئوری میکروپولار، خطی سازی شده و بعد از بی بعد سازی با بکارگیری روش عددی گلرکین جداسازی و بصورت عددی حل شده اند. هدف از حل معادلات بدست آوردن فرکانس های میرایی و در نهایت فاکتور کیفیت سیستم می باشد. سپس اثرات پارامترهای میکروپولار روی مقادیر فاکتور کیفیت مورد مطالعه قرار گرفته و درادامه روی اختلاف مقادیر بدست آمده برای فاکتور کیفیت با بکارگیری تئوری کلاسیک و تئوری های میکروپولار برای سیال و گرادیان کرنش برای میکروتیر مطالعه و بررسی لازم انجام می گیرد. نشان داده می شود که بکارگیری تئوری میکروپولار جهت مدل کردن میدان سیال مقادیر فاکتور کیفیت را کمتر از حالت کلاسیک پیش بینی می کند و همین طور بکارگیری تئوری گرادیان کرنش جهت مدل کردن میکروتیر مقادیر فاکتور کیفیت را بیشتر از حالت کلاسیک پیش بینی می کند. در نهایت تاثیر پارامترهایی چون عدد فشردگی، فشار محیط و همین طور پارامترهای هندسی میکروتیر روی اختلاف مقادیر فاکتور کیفیت مورد بررسی قرار می گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of fluid media on vibration of a microbeam resonator using micropolar theory

نویسندگان English

Mina Ghanbari 1
Siamak Hossainpour 1
Ghader Rezazadeh 2
چکیده English

In this paper, squeeze film damping in a micro-beam resonator based on micro-polar fluid theory has been investigated. The proposed model for this study consists of a clamped-clamped micro-beam suspended between two fixed stratums. The gap between the micro-beam and stratums is filled with air. Equation of motion governing the transverse deflection of the micro-beam based on strain gradient theory and also non-linear Reynolds equation of the fluid field based on micro-polar theory have been non-dimensionalized, linearized and solved simultaneously to calculate the quality factor of the squeeze film damping. The effect of non-dimensional length scale parameter of the air and micro-beam for different values of micro-polar coupling parameter has been investigated. It has been shown that applying micro-polar theory underestimates and also applying strain gradient theory overestimates the values of quality factor that are obtained in the case of classic theory. The quality factor of the squeeze film damping for different values of non-dimensional length of the beam, squeeze number and non-dimensional pressure have been calculated and compared to the obtained values of quality factor based on classic theory.

کلیدواژه‌ها English

MEMS
Micro-polar theory
Squeeze film damping