تحلیل ارتعاشات نانوکامپوزیت تقویت شده با نیترید بور واقع بر بسترالاستیک با درنظر گرفتن اثرات سطحی و میدان الکتریکی با استفاده از تئوری مرتبه بالای گرادیان کرنش اصلاح شده

در این مقاله به بررسی ارتعاشات میکروپنل کامپوزیتی پلیمری هوشمند پلی وینیلیدن فلوراید تقویت شده با نانولوله نیترید بور تحت تاثیر میدان الکتریکی واقع بر بستر الاستیک با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول پرداخته شده است. نحوه توزیع نانولوله ها در بستر پلیمری به صورت یکنواخت فرض می شود. برای مدل سازی بستر الاستیک از فنرهای وینکلر و لایه ی برشی پاسترناک و برای بررسی اثرات اندازه از تئوری مرتبه بالای گرادیان کرنش اصلاح شده استفاده شده است. در ابتدا با استفاده از روش مدل-سازی میکرومکانیک، معادلات ساختاری نانوکامپوزیت برای یک المان حجمی نمونه استخراج شده و سپس روابط تنش- کرنش بر حسب ترم های مکانیکی و الکتریکی به دست آمده است. همچنین معادلات حرکت به کمک اصل همیلتون به دست آمده و در نهایت با استفاده از روش حساب تغییرات و با استخراج ماتریس های جرم و سختی، فرکانس طبیعی میکروپنل به دست می آید. نتایج به دست آمده در این مقاله نشان می دهد که با افزایش نسبت ابعادی و کاهش درصد حجمی نانولوله ها، سختی پنل کاهش یافته و فرکانس طبیعی نیز کاهش می یابد. در ادامه پارامترهای مختلفی از قبیل سفتی بستر الاستیک، میزان تاثیر میدان الکتریکی، مودهای مختلف ارتعاشی، نسبت ابعادی و سایر عوامل بررسی شده است. همچنین مقایسه ای بین تئوری های کلاسیک، تنش کوپل اصلاح شده و گرادیان کرنش اصلاح شده انجام شده است.

کلیدواژه ها:

ارتعاشات آزاد ، نانوکامپوزیت پلیمری هوشمند ، تئوری مرتبه بالای گرادیان کرنش اصلاح شده ، نانولوله نیترید بور ، میدان الکتریکی