بررسی رفتار دینامیکی میکروسکوپ نیروی اتمی براساس تئوری گرادیان کرنشی | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 18, Volume 16, Issue 9, 1395, Pages 155-164 PDF (503.19 K) | ||
| Authors | ||
| محمد علی محمدی1; عقیل یوسفی کما* 2; مراد کریم پور3; احسان معانی میاندوآب4 | ||
| 1عضو مرکز سیستمها و فناوری های پیشرفته (CAST) ،دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران | ||
| 2رئیس / مرکز سیستمها و فناوریهای پیشرفته دانشگاه تهران | ||
| 3استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران | ||
| 4استادیار علوم مهندسی، دانشگاه تهران | ||
| Abstract | ||
| در این مقاله، رفتار دینامیکی میکروسکوپ نیروی اتمی بر اساس تئوری غیر کلاسیک گرادیان کرنشی مورد مطالعه قرار میگیرد. برای این منظور، میکروتیر میکروسکوپ نیروی اتمی و سوزن متصل به انتهای آن به صورت یک جرم متمرکز مدلسازی شده است. میکروتیر از طریق یک المان پیزوالکتریک متصل به انتهای گیردار تحریک شده و معادله مشتقات جزئی غیرخطی حاکم بر سیستم براساس تئوری اویلر-برنولی استخراج شده است با اعمال روشهای جداسازی و گلرکین، به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل میشود. در بسیاری از مطالعات تجربی مشاهده شده است هنگامی که ابعاد سازه تا ناحیه میکرون و زیر میکرون کاهش یابد، اثر اندازه در رفتار دینامیکی این میکرو ساختارها نقش پیدا میکند. تئوری کانتینیوم کلاسیک به خاطر چشم پوشی از اثر اندازه، دارای دقت پایینی در پیشبینی رفتار مکانیکی ابزارهای نانو میباشد، به همین دلیل دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک در تحلیل رفتار دینامیکی میکروتیر دیدگاه متفاوتی دارند. در این مقاله، ناحیه پایداری میکروتیر به صورت تحلیلی و عددی به دست آمده و با مقایسه نتایج مشخص گردید که این دو روش با هم تطابق دارند. تفاوت بین تحلیلهای ارائه شده در رفتار دینامیکی میکروتیر توسط دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک با رسم نمودارهای گوناگونی نشان داده شده است. مشخص میشود که در نظر گرفتن اثر اندازه، ماهیت مسئله دینامیکی را به کلی تغییر میدهد و ممکن است در حالیکه تئوری کلاسیک رفتاری پایدار برای میکروسکوپ پیشبینی میکند، اثر اندازه باعث وقوع پایداری دوگانه شود. نتایج بهدست آمده در این مقاله برای طراحی و تحلیل میکروسکوپ-های اتمی بسیار کارا میباشند. | ||
| Keywords | ||
| میکروتیر; سوزن; پیزوالکتریک; اویلر-برنولی; گلرکین; گرادیان کرنشی | ||
|
Statistics Article View: 290 PDF Download: 267 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,160 |
| Number of Articles | 24,572 |
| Article View | 19,840,311 |
| PDF Download | 16,027,241 |