|
|
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۴، شماره ۱۱، صفحات ۹-۱۷
|
|
|
| عنوان فارسی |
ارتعاشات غیرخطی میکروتیر میکروسکوپ نیرو اتمی در مد متناوب، بر اساس تئوری تنش-کوپل اصلاح شده |
|
| چکیده فارسی مقاله |
در این مقاله، رفتار ارتعاشاتی غیرخطی میکروتیر میکروسکوپ نیرو اتمی دینامیکی در مد متناوب مورد تحلیل قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از اصل هامیلتون و با بهره-گیری از معادلات ساختاری تنش-کوپل اصلاح شده، معادله حرکت و شرایط مرزی بدست آمده است. با توجه به ماهیت غیرخطی نیروی وارد بر نوک، از تئوری اغتشاشات برای حل معادلات غیرخطی استفاده شده است. سپس، روابطی برای فرکانس غیرخطی و فاکتور میرایی غیرخطی موثر بدست آمده است. همچنین، تاثیر خطای ناشی از مونتاژ غیر دقیق نوک در انتهای میکروتیر، بر روی رفتار ارتعاشاتی تیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تئوری تنش-کوپل اصلاح شده با نتایج حاصل از تئوری تیر کلاسیک مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که فرکانس غیرخطی و فاکتور میرایی غیرخطی پارامترهایی وابسته به اندازه می‌باشند. افزایش فاصله جدایی تعادلی بین نوک و میکروسکوپ، باعث کاهش تاثیر نیروهای جاذبه وان‌در‌والسی بر روی فرکانس غیرخطی شده، اما تاثیر آن بر روی فاکتور میرایی غیرخطی ناچیز است. همچنین با توجه به نتایج می‌توان نتیجه گرفت که افزایش فاصله بین نوک و سر آزاد تیر، می‌تواند تاثیر چشمگیری بر دقت میکروسکوپ در مد متناوب داشته باشد. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
میکروسکوپ نیرو اتمی دینامیکی،مد متناوب،فرکانس غیرخطی،فاکتور میرایی غیرخطی،تئوری تنش-کوپل اصلاح شده |
|
| عنوان انگلیسی |
Nonlinear vibration analysis of an atomic force microscope microcantilever in the tapping mode based on the modified couple stress theory |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
In this study, the nonlinear vibration behavior of a dynamic atomic force microscope (DAFM) in the tapping mode is investigated. First, the governing differential equation of motion and boundary conditions for dynamic analysis are obtained by a combination of the basic equations of the modified couple stress theory and Hamilton principle. Regarding the nonlinear dynamics of the probe, perturbation technique has been used to solve the nonlinear equations. Afterwards, closed-form expressions for nonlinear frequency and effective nonlinear damping factor are derived. The effect of connection position of the tip on the vibration behavior of the microcantilever are also analyzed. The results obtained by couple stress theory are compared with those of classical beam theory. The results show that the nonlinear frequency and effective nonlinear damping factor are size dependant. According to the results, an increase in the equilibrium separation between the tip and the surface sample reduces the overall effect of van der Waals forces on the nonlinear frequency, but its effect on the effective nonlinear damping factor is negligible. The results also indicate that the change in the distance between tip and cantilever free end has a significant effect on the accuracy of the DAFM. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
Dynamic Atomic Force Microscope,Tapping Mode,Nonlinear Frequency,Nonlinear Damping Factor,Modified couple stress theory |
|
| نویسندگان مقاله |
اردشیر کرمی محمدی | ardeshir karami mohammadi
استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود دانشکده مکانیک
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه صنعتی شاهرود (Shahrood university of technology)
محمد عباسی | mohammad abbasi
دانشگاه آزاد شاهرود
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه آزاد اسلامی شاهرود (Islamic azad university of shahrood)
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://journals.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-2610&slc_lang=fa&sid=15 |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|
