بررسی ارتعاشات اجباری یک نانوتیر پیزوالکتریک/پیزومغناطیس

با توجه به این که نانوتیرها به عنوان یکی از المان های اصلی در نانو سازه های تیرشکل شناخته می شوند و کاربردهای متعددی در حوزه ی نانو دارند، می بایستی از نظر خواص و رفتار مکانیکی تحت بارگذاری های مختلف مورد بررسی قرار گیرند. هدف از بررسی ارتعاشات اجباری نانوتیر، بررسی عملکرد نانوتیر پیزوالکتریک/پیزومغناطیس می باشد. به هرحال یک نانوتیر ممکن است به صورت خودآگاه یا ناخودآگاه در حضور یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی خارجی قرار گیرد و مسلما این میدان بر عملکرد این نانوتیر اثر خواهد گذاشت. لذا در این تحقیق ارتعاشات اجباری نانوتیر تحت اثر بار خارجی مورد بررسی قرار می گیرد تا بتوان از خطاهای ایجادشده در نانوتیرها جلوگیری نمود و طراحی مناسب تری انجام داد. برای بررسی رفتار ارتعاش اجباری نانو تیر، ابتدا با استفاده از مدل تیر تیموشنکو و تئوری تنش کوپل اصلاح شده برای مواد پیزوالکتریک و به کمک اصل همیلتون، معادلات حاکم و شرایط مرزی برای نانوتیر استخراج شده است. با توجه به این که در استخراج معادلات اثر غیرخطی هندسی (کرنش فون کارمن) لحاظ شده است، لذا معادلات حاکم نهایی که به صورت کوپل هستند، نیز غیرخطی می باشند. برای حل این معادلات غیرخطی از روش اغتشاشی استفاده شده است. در قسمت نتایج، ابتدا نتایج این مقاله صحت سنجی شده است و در ادامه میدان الکتریکی و مغناطیسی ایجاد شده تحت بار خارجی استخراج شده است. در ضمن پاسخ تیر تحت بار خارجی نیز رسم شده است.

کلیدواژه ها:

میدان الکتریکی و مغناطیسی ، ارتعاشات اجباری ، نانوتیر پیزوالکتریک ، مدل تیر تیموشنکو ، تئوری تنش کوپل اصلاح شده