تحليل ميكرو تير پروالاستيك با استفاده از نظريات وابسته به ابعاد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

كمتر از پنجاه سال است كه پيرامون موادي با خصوصيات ويژه، به نام مواد پروالاستيك، تحقيقات دانشمندان به صورت جدي، شروع شده است. اين مواد، داراي تخلخل بوده و درون حفره‌هاي اين مواد، سيال وجود دارد. وجود منافذ با ارتباطي كه به شكل محوري، بين آنها ايجاد مي‌شود، موجب افزايش استحكام و حد توانايي آنها شده و طول عمر بيشتري در افزايش سيكل‌هاي بارگذاري دارند. اين پژوهش به انجام محاسبات طراحي ميكروتيرهايي مي‌پردازد كه از تئوري پروالاستيك، در ساخت آنها، استفاده مي‌شود. اين ميكروتيرهاي پروالاستيك، امكان استفاده در ميكروسكوپ‌هاي نيرو اتمي را دارند كه تعداد ارتعاشات قطعه حسگر آنها در طول عمر ميكروسكوپ، از مرز ميليونها بارگذاري، مي‌گذرد و افزايش طول عمر اين المان در ميكروسكوپ نيرو اتمي باعث افزايش مدت زمان استفاده از اين نوع ميكروسكوپ‌ها، مي‌شود. از ديگر كاربردهاي اين تئوري، طراحي و ساخت ميكروتيرهاي پروالاستيك هوشمند است. با توجه به تأثيري كه دما بر چگالي سيالات دارد، مي‌توان اين ميكروتيرها را به گونه‌اي طراحي كرد كه تغييرات دمايي، موجب تغيير در چگالي سيال شده و عكس‌العمل‌هاي دلخواه را از ميكروتير، دريافت كرد. همچنين استفاده از بستر الاستيك در به كار بردن ميكروتيرهاي پروالاستيك است كه موجب كاهش خيز خواهد. در طراحي ميكروتيرهاي پروالاستيك، آنچه مد نظر طراح است، ايجاد عضوي با مقاومت و سختي هندسي بالاست، در راستاي اين هدف، يكي از مهمترين فاكتورهايي كه موجب خستگي يا به بيان بهتر، شكست در اثر خستگي كه خود نتيجه حركت نقطه‌اي در ميكروساختار است و باعث انتشار مي‌شود، ارتعاش مي‌باشد و با اين ديدگاه، اين پژوهش انجام شده تا ابتدا به بحث طراحي ميكروتيرهاي پروالاستيك با توجه به معادلات پايه، بپردازد و سپس محاسبات ارتعاشي ميكروتيرهاي پروالاستيك را با لحاظ كردن تئوري وابسته به ابعاد، انجام دهد و در اين ميان نيز، بواسطه ابعاد ميكروتير، از تئوري كرنش الاستيسيته يا كوپل تنش اصلاح شده، بهره گرفته مي‌شود.

218639

طراحي كاربردي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان