استفاده از تئوری الاستیسیته غیرمحلی در بررسی رفتار مکانیکی نانوسیم ها

در سال های اخیر پیشرفت های بسیاری در زمینه طراحی و ساخت نانوسازه ها صورت گرفته است. دستگاه های نانوالکترومکانیک یکی از مهمترین انواع نانوسازه ها هستند که در آن ها از نانوسیم ها استفاده می شود. از این رو، مطالعه و تحقیق بر روی رفتار مکانیکی نانوسیم ها (ارتعاش آزاد و اجباری، خمش، کمانش و موارد مشابه) از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین دلیل در این پژوهش رفتار مکانیکی نانوسیم ها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. از آنجا که آماده سازی و انجام آزمایش های تجربی برای بررسی رفتار مکانیکی نانوسیم ها بسیار سخت و پرهزینه می باشد، اغلب مدل های تئوری بدین منظور به کار گرفته می شوند. تئوری های مکانیک محیط پیوسته، راه حلی مناسب و اثربخش برای بررسی رفتار مکانیکی نانوسیم ها هستند. بدین منظور در این مطالعه ابتدا با در نظر گرفتن یک مدل مناسب، معادلات غیرخطی حاکم بر رفتار مکانیکی نانوسیم ها با استفاده از تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن و به کمک اصل همیلتون استخراج شد. در ادامه به منظور حل معادلات غیرخطی از روش مربعات دیفرانسیلی استفاده گردید. در نهایت تاثیر پارامتر غیرمحلی بر روی رفتار مکانیکی نانوسیم ها (جابجایی عرضی، چرخش و فرکانس طبیعی) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که جابجایی عرضی و چرخش نانوسیم ها با افزایش پارامتر غیرمحلی، افزایش می یابند. همچنین نتایج به دست آمده بیانگر این است که افزایش در مقدار پارامتر غیرمحلی منجر به کاهش مقدار فرکانس طبیعی نانوسیم ها می شود.

کلیدواژه ها:

تئوری الاستیسیته غیرمحلی ، نانوسیم ، پارامتر غیرمحلی ، روش مربعات دیفرانسیلی