مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل استاتیکی و دینامیکی نانو لوله حامل سیال تحت تحریک الکترواستاتیک

نویسندگان
دانشگاه صنعتی سیرجان
چکیده
در این پژوهش براساس تئوری الاستیسیته غیرمحلی، تحلیل استاتیکی و دینامیکی یک نانولوله همگن الاستیک حامل سیال با شرایط مرزی دو‌سر‌گیردار بررسی شده است. نانولوله تحت تحریک الکترواستاتیک و میدان مغناطیس و با در نظر گرفتن اثرات لایه سطحی، نیروی مکانیکی و حرارتی است. جابجایی عرضی نانولوله شامل دو بخش جابجایی استاتیکی و دینامیکی است. در این بررسی، تغییر مکان استاتیکی با استفاده از روش عددی مانده وزن‌دار و ناپایداری و فرکانس ارتعاشی با به‌کارگیری روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته تحلیل شده است. با اعمال ولتاژ بالاتر از مقدار بحرانی (که ولتاژ پولین نامیده می‌شود)، ممکن است نانولوله‌در معرض ناپایداری قرار گیرد. در این بررسی تاثیر پارامتر‌های مختلف مانند سرعت سیال، پارامتر مقیاس طول، میدان مغناطیس، ولتاژ الکترواستاتیک، اثرات لایه سطحی و بارگذاری حرارتی بر تغییر مکان استاتیکی، فرکانس طبیعی و ولتاژ پولین نانولوله حامل سیال مطالعه شده است. نهایتا صحت نتایج حاصله با مقایسه آن‌ها با نتایج حاصل از روش‌های عددی در پژوهش‌های قبلی مورد بررسی قرار گرفته و مطابقت خوبی بین کار حاضر و مطالعات پیشین دیده شده است. نتایج نشان می‌دهد که پارامتر مقیاس طول، پارامتر تاثیرگذاری در ولتاژ پولین سیستم است و افزایش آن منجر به کاهش ولتاژ پولین می‌شود. همچنین مشخص می-گردد که افزایش ولتاژ باعث کاهش فرکانس طبیعی سیستم و افزایش جابجایی استاتیکی می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Static and dynamic analysis of nano-tube conveying fluid under electrostatic actuation

نویسندگان English

Mohammad Hosseini
Abbas Zandi Baghche Maryam
چکیده English

In this research, based on nonlocal elasticity theory, static and dynamic analysis of an elastic homogeneous nanotube conveying fluid with clamped - clamped boundary conditions is investigated. The nanotube is under electrostatic actuation and magnetic field with considering the surface effects, mechanical and thermal force. Transverse displacement of the nanotube consists of two parts static and dynamic displacement. In this study, the static displacement is calculated by using the weighted residual method and instability and vibration frequency is analyzed by applying the generalized differential quadrature method. By applying a voltage greater than the critical value (called Pull - in voltage) the nanotube may undergo instability. In this investigation, the effect of various parameters such as velocity of fluid, length scale parameter, magnetic field, electrostatically voltage, effects of surface layer and thermal loading on the static displacements, natural frequency and Pull - in voltage of the nanotubes conveying fluid has been studied. Finally, the validity of the results by comparing them with the results of the numerical methods in previous research is investigated, in which there is very good agreement between the results of the present work and previous studies. The results show that the length scale parameter is significant parameter in the system's Pull - in voltage and its increasing lead to decreasing the Pull - in voltage. Also, it is shown that the dimensionless frequency and the static displacements, respectively, is decreased and increased with increases in the applied voltage.

کلیدواژه‌ها English

Static and Dynamic Analysis
Instability
Electrostatic Actuation
Magnetic Fields
Nanotube Conveying Fluid