Vibrational Behavior Study of Effect of Crack on Atomic Force Microscope Cantilever Using a Structural Mechanics Model

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 230

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JSMA-15-2_005

تاریخ نمایه سازی: 28 خرداد 1402

چکیده مقاله:

In this research, a multi-scale model was used to analyze the vibrational behavior of the atomic force microscope (AFM) on a graphene sheet sample. Cantilever and silicone tip base were simulated based on the continuum mechanics using finite element modeling and the tip apex were modeled based on the Tersoff potential by the structural mechanics modeling. The contact behavior between the tip and graphene was investigated using measuring friction force during the tip movement on the graphene layer, and its results were compared to the results obtained from molecular dynamics simulation and experimental test. The friction force between the tip and graphene increases by enhancing the tip radius and the contact surface between the tip and the sample. Moreover, the friction force dwindles by heightening the number of graphene layers as a result of sliding graphene layers on each other and diminishing the Poker effect (wrinkling). With the initial distance displacement of the tip from the sample, two curves of the tip vibration amplitude variations and the phase change between tip vibration and excitation vibration were plotted, and the effect of crack and its location in the cantilever was studied. The results showed that the crack in the cantilever can dramatically influence the tip vibration amplitude and the phase change between the tip vibration and the excitation signal.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

E Kouroshian

Department of Mechanical Engineering, Shahrood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, Iran

V Parvaneh

Department of Mechanical Engineering, Shahrood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, Iran

M Abbasi

Department of Mechanical Engineering, Shahrood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, 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 :
  • Wang D., Russell T.P., ۲۰۱۸, Advances in atomic force microscopy ...
  • Qin Y., Brockett A., Ma Y., ۲۰۱۰, Micro-manufacturing: Research, technology ...
  • Ding S. Y., Yi J., Li J. F., ۲۰۱۶, Nanostructure-based ...
  • Li Z., Yan Y., Wang J., ۲۰۲۰, Molecular dynamics study ...
  • Garcia R., ۲۰۲۰, Nanomechanical mapping of soft materials with the ...
  • Misra S., Dankowicz H., Paul M. R., ۲۰۰۸, Event-driven feedback ...
  • Tusset M., Bueno A. M., Nascimento C. B., ۲۰۱۳, Nonlinear ...
  • Bahrami M. R., ۲۰۲۰, Dynamic analysis of atomic force microscope ...
  • Dankowicz H., ۲۰۰۶, Nonlinear dynamics as an essential tool for ...
  • Rodrigues K. S., Balthazar J. M., Tusset A. M., ۲۰۱۴, ...
  • Stark R. W., Schitter G., Stark M., ۲۰۰۴, State-space model ...
  • Payam A. F., Fathipour M., ۲۰۰۹, Modeling and dynamic analysis ...
  • Hsu J. C., Lee H. L., Chang W. J., ۲۰۰۷, ...
  • Damircheli M., Korayem M. H., ۲۰۱۴, Dynamic analysis of AFM ...
  • Claeyssen J. R., Tsukazan T., Tonetto L., ۲۰۱۳, Modeling the ...
  • Espinoza-Beltrán F. J., Geng K., Muñoz Saldaña J., ۲۰۰۹, Simulation ...
  • Mendels D.A., Lowe M., Cuenat A., ۲۰۰۶, Dynamic properties of ...
  • Wang B., Wu X., Gan T. H., ۲۰۱۴, Finite element ...
  • Rodrigues K. S., Trindade M. A., ۲۰۱۸, Finite element modeling ...
  • Hu X., Egberts P., Dong Y., ۲۰۱۵, Molecular dynamics simulation ...
  • Hu X., Chan N., Martini A., ۲۰۱۷, Tip convolution on ...
  • Kim H., Venturini G., Strachan A., ۲۰۱۲, Molecular dynamics study ...
  • Onofrio N., Venturini G. N., Strachan A., ۲۰۱۳, Molecular dynamic ...
  • Ye Z., Tang Ch., Dong Y., ۲۰۱۲, Role of wrinkle ...
  • Dou Z., Qian J., Li Y., ۲۰۲۰, Molecular dynamics simulation ...
  • Lee H. L., Chang W. J., ۲۰۱۲, Dynamic response of ...
  • Chang W.J., Lee H.L., Yang Y.C., ۲۰۱۵, Free vibration analysis ...
  • Dastjerdi Sh., Abbasi M., ۲۰۱۹, A vibration analysis of a ...
  • StuartJ., Tutein A.B., Harrison J. A., ۲۰۰۰, A reactive potential ...
  • Neek-Amal , Peeters F., ۲۰۱۰, Nanoindentation of a circular sheet ...
  • Yoon H.M., Jung Y., Jun S.C., Kondaraju S., Lee J.S., ...
  • Garcıa R., Perez R., ۲۰۰۲, Dynamic atomic force microscopy methods, ...
  • Vahdat V., Grierson D.S., Turner K.T., Carpick R.W., ۲۰۱۱, Nano-scale ...
  • نمایش کامل مراجع