Nonlinear Torsional Vibration Analysis of Nanorods in the Presence of Surface Energy Effect: Multi-Mode Galerkin Method

سال انتشار: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 112

فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_MACS-9-2_003

تاریخ نمایه سازی: 9 اردیبهشت 1402

چکیده مقاله:

In this paper, the nonlinear torsional vibrations and internal resonances of nanorods are investigated by considering the surface energy effects. For this purpose, Hamilton’s principle is implemented to derive the nonlinear governing equation of motion based on the von-Kármán relations. Hamilton's principle includes the strain energy and the kinetic energy of the nanorod surface and bulk. The strain and kinetic energies of the nanorod bulk are obtained using the classical theory of elasticity, and those of the nanorod surface are obtained using the surface elasticity theory. The surface energy parameters, including the surface density and the surface Lame constants, are included in the equations by the surface elasticity theory. Then, the multi-mode Galerkin method is used to convert the partial differential equation of motion to an ordinary differential equation. The Multiple-scale method is employed to solve the governing equations of motion for fixed-free and fixed-fixed end conditions. To investigate the technique presented in this paper, circular nanorods made of aluminum and silicon have been used. The effect of surface energy parameters on the torsional frequencies of nanorods is investigated for different values of length, radius, frequency number, and amplitude of the nonlinear vibrations. In addition, the cases in which internal resonances occur are reported, and some numerical data are given. The results obtained in this research may be helpful for the better design of nanoelectromechanical devices such as nano-bearings and rotary servo motors.

نویسندگان

Reza Nazemnezhad

School of Engineering, Damghan University, Damghan, Iran

Sahar Farahmandraad

School of Engineering, Damghan University, Damghan, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Hosseini–Hashemi, S., Fakher, M. and Nazemnezhad, R., ۲۰۱۳. Surface effects ...
  • Hosseini-Hashemi, S., Nahas, I., Fakher, M. and Nazemnezhad, R., ۲۰۱۴. ...
  • Hosseini-Hashemi, S., Zare, M. and Nazemnezhad, R., ۲۰۱۳. An exact ...
  • Jandaghian, A. and Rahmani, O., ۲۰۱۶. An analytical solution for ...
  • Jandaghian, A.A. and Rahmani, O, ۲۰۱۷. Buckling analysis of multi-layered ...
  • Jandaghian, A.A. and Rahmani, O., ۲۰۱۵. On the buckling behavior ...
  • Gurtin, M.E. and Ian Murdoch, A., ۱۹۷۵. A continuum theory ...
  • Gurtin, M.E., Weissmüller, J. and Larché, F., ۱۹۹۸. A general ...
  • Bar On, B., Altus, E. and Tadmor, E. B., ۲۰۱۰. ...
  • Wang, G.-F. and Feng, X.-Q., ۲۰۰۷. Effects of surface elasticity ...
  • Ansari, R. and Sahmani, S., ۲۰۱۱. Bending behavior and buckling ...
  • Ansari, R., Mohammadi, V., Faghih Shojaei, M., Gholami, R. and ...
  • Abbasion, S., Rafsanjani, A., Avazmohammadi, R. and Farshidianfar, A., ۲۰۰۹. ...
  • Wang, L., ۲۰۱۰. Vibration analysis of fluid-conveying nanotubes with consideration ...
  • Farshi, B., Assadi, A. and Alinia-Ziazi, A., ۲۰۱۰. Frequency analysis ...
  • He, J. and Lilley C.M., ۲۰۰۸. Surface effect on the ...
  • Fang, X., Zhu, Ch., Liu, J. and Liu, X., ۲۰۱۸. ...
  • Nazemnezhad, R., Salimi, M., Hosseini Hashemi, S. and Asgharifard Sharabiani, ...
  • Ansari, R., Mohammadi, V., Shojaei, M. F., Gholami, R. and ...
  • Asgharifard Sharabiani, P. and Haeri Yazdi, M. R., ۲۰۱۳. Nonlinear ...
  • Zhu, Ch., Fang, X. and Liu, J., ۲۰۲۰. A new ...
  • Zhu, Ch., Fang, X., Liu, J. and Li, H., ۲۰۱۷. ...
  • Lim, C. W., Li, C. and Yu, J. L., ۲۰۱۲. ...
  • Li, L. and Hu, Y., ۲۰۱۷. Torsional vibration of bi-directional ...
  • Murmu, T., Adhikari, S. and Wang, C., ۲۰۱۱. Torsional vibration ...
  • Nazemnezhad, R. and Fahimi, P., ۲۰۱۷. Free torsional vibration of ...
  • Jena, S.K., Chakraverty, S. and Malikan, M., Tornabene, F., ۲۰۲۱. ...
  • Jena, S.K., Chakraverty, S. and Malikan, M., Tornabene, F., ۲۰۲۰. ...
  • Malikan, M., Krasheninnikov, M. and Eremeyev, V.A., ۲۰۲۰. Torsional stability ...
  • Sedighi, H. M. and Malikan, M., ۲۰۲۰. Stress-driven nonlocal elasticity ...
  • Sedighi, H.M., Malikan, M., Valipour, A. and Żur, K.K., ۲۰۲۰. ...
  • Malikan, M. and Eremeyev, V. A., ۲۰۲۰. On the geometrically ...
  • Zarezadeh, E., Hosseini, V. and Hadi, A., ۲۰۲۰. Torsional vibration ...
  • Noroozi, R., Barati, A., Kazemi, A., Norouzi, S. and Hadi, ...
  • Barati, A., Adeli, M. and Hadi, A., ۲۰۲۰. Static torsion ...
  • Rao, S.S., Vibration of continuous systems. Wiley Online Library, (۲۰۰۷) ...
  • Gheshlaghi, B. and Hasheminejad, S.M., ۲۰۱۰. Size dependent torsional vibration ...
  • Nazemnezhad, R., Rabiei, M., Shafa’at, P. and Es'haghi, M., ۲۰۲۱. ...
  • Jamali Shakhlavi, S., Hosseini-Hashemi, S. and Nazemnezhad, R., ۲۰۲۰. Torsional ...
  • Setoodeh, A.R., Rezaei, M. and Zendehdel Shahri, M.R., ۲۰۱۶. Linear ...
  • نمایش کامل مراجع