تحليل مكانيكي نانوسوئيچ هاي دو لايه تحت ميدان الكترواستاتيكي با استفاده از تئوري گراديان كرنش غير موضعي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده در اين پژوهش، با در نظر گرفتن تئوري هاي وابسته به ابعاد در مقياس نانو، تحليل مكانيكي و ناپايداري نانوسوئيچ¬هايي كه تحت ميدان الكترواستاتيك قرار گرفته اند انجام مي¬شود. اين نانوسوئيچ¬ها كامپوزيتي بوده و از دو ماده تشكيل شده¬اند. بر مبناي تئوري-هاي غيرموضعي كه براي تحليل مكانيكي نانوسازها استفاده مي¬شود و همچنين تئوري گراديان كرنش، يك مدل وابسته به ابعاد براي بررسي ناپايداري و رفتار استاتيكي نانوسوئيچ¬ ارائه مي¬گردد. نانوسوئيچ دولايه بر اثر ميدان الكترواستاتيك تحريك شده و معادلات آن بر اساس تئوري گراديان كرنش غيرموضعي تعيين مي-گردد. با استفاده از اصل هميلتون معادله حركت به دست آمده و سپس بي بعد مي¬شود و پارامترهاي بي بعد غيرموضعي و مقياس طول تعيين مي¬گردد. معادلات بي بعد با استفاده از روش¬هاي المان محدود و تحليلي حل شده و پاسخ استاتيكي تير به تحريك الكترواستاتيك تعيين مي¬شود. در روش المان محدود از المان¬هاي مرتبه بالاي تير در مختصات ايزوپارامتريك بهره گرفته شده و در روش تحليلي از روش تركيبي گالركين و اغتشاشات هموتوپي استفاده مي¬گردد. در ادامه با توجه به پاسخ مكانيكي به دست آمده، ناپايداري سيستم كه همان ناپايداري كششي است، مورد ارزيابي قرار مي¬گيرد. نتايج نشان مي¬دهد كه تاثير پارامترهاي بي بعد غيرموضعي و پارامتر مقياس طول در پاسخ استاتيكي سخت شونده بوده و ناپايداري با افزايش اين پارامترها در ولتاژ بزرگتري رخ مي دهد. بنابراين با لحاظ نمودن تئوري گراديان كرنش غيرموضعي تغيير شكل استاتيكي به¬دست آمده نسبت به نتايج حالت كلاسيك با كاهش قابل توجهي همراه است.

209908

طراحي كاربردي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

مهدي مجاهدي