مقایسه انتشار موج مکانیکی در نانوتیرهای متناوب اویلر برنولی و تیموشنکو در حضور اثرات پیزوالکتریک سطحی

در این مقاله پس از مرور ادبیات تحقیق پیرامون سازه های متناوب ویژگی ها و کاربرد آنها در هدایت یا کنترل انتشار امواج مورد بحث قرار می گیرد. در ادامه با چیدمان تناوبی دو ماده با ویژگی های مکانیکی متفاوت و بکارگیری نظریه های انرژی سطحی و پیزوالکتریک خلاء پژوهشی مسئله انتشار موج در نانوتیرهای متناوب مورد توجه قرار می گیرد. بر این اساس، معادلات تنش در سطح و بستر مواد تشکیل دهنده بر اساس نظریه های تیر اویلر برنولی و تیموشنکو بدست می آید. اثر پارامتر مقیاس طولی با محاسبه انرژی کرنشی ذخیره شده از نظریه تنش کوپل اصلاح شده محاسبه می شود. سپس به کمک اصل همیلتون و نظریه انرژی سطحی معادله دیفرانسیل و شرایط مرزی حاکم بر مسئله استخراج می شود. در نهایت با به کارگیری روش حل ماتریس انتقال و اعمال شرایط پیوستگی در محل اتصال مواد تشکیل دهنده مقادیر فرکانس شروع و پهنای باند بسته در انتشار موج الاستیک در نانوتیرهای متناوب بدست می آید. در تحقیق حاضر اثر پارامترهای موثر بر مشخصات پهنای باند بسته فرکانسی شامل انرژی سطحی و ولتاژ الکتریکی خارجی بررسی می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد در نانوتیر متناوب اویلر برنولی با افزایش نسبت طول سلول سازنده به ارتفاع سطح مقطع آنها تعداد باندهای بسته فرکانسی و فرکانس های شروع آنها کاهش می یابد همچنین برای نانوتیر متناوب تیموشنکو افزایش ولتاژ خارجی در ماده پیزوالکتریک منجر به افزایش فرکانس شروع چهار باند بسته اول می شود.

کلیدواژه ها:

نانوتیرهای متناوب ، پارامتر مقیاس طولی ، نظریه تنش کوپل اصلاح شده ، پهنای باند بسته ، فرکانس