عنوان

تحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی نانو صفحه گرافن در سیستم‌های نانوالکترومکانیکی,‮‭Nonlinear Vibration and Dynamic Stability Analysis of Graphene Nano-plates in Nano-electro-mechanical Systems‬

Number

‭۲۳۲۹۴پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی نانو صفحه گرافن در سیستم‌های نانوالکترومکانیکی

Parallel Title Proper

‮‭Nonlinear Vibration and Dynamic Stability Analysis of Graphene Nano-plates in Nano-electro-mechanical Systems‬

First Statement of Responsibility

/حسن سعیدزاده

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی و مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۶۷‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۱۱/۱۵‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

بیشتر کاربردهای بالقوه سازه‌های در مقیاس نانو بستگی به فهم دقیقی از رفتار مکانیکی آنها دارد، از این رو بررسی و تحلیل رفتار مکانیکی آنها مانند رفتار ارتعاشی و دینامیکی این سازه‌ها تا کنون به صورت قابل توجهی موضوع بسیاری از تحقیقات بوده است .مطالعه‌ی رفتار دینامیکی نانو صفحات به دلیل حساسیت فوق‌العاده آنها به تحریک، ارتعاشات و فرکانس‌های بحرانی ناپایداری دینامیکی و استفاده در کاربردهای مهم و حساس همچون میکروسکوپ نیروی اتمی، سوئیچ‌های نانو مکانیکی و نانو سنسورها با اهمیت است .تعداد زیادی از روش‌های تئوری و تجربی، برای اندازه‌گیری و تخمین خواص مکانیکی و فیزیکی نانو صفحات به کار می‌روند .از آنجایی که کنترل آزمایشات در مقیاس نانو بسیار مشکل است لذا اندازه‌گیری مستقیم خواص تقریبا غیرممکن است .روشی تحت عنوان دینامیک مولکولی وجود دارد که به منظور شبیه‌سازی خواص مواد میکرو و نانو ساختار توسعه داده شده است .به دلیل هزینه‌های محاسباتی بالای شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، به خصوص برای سیستم‌های با اندازه‌ی بزرگ مقرون به صرفه نیست .در حال حاضر مدل مکانیکی پیوسته به عنوان یک روش مؤثر و با کاربرد گسترده به منظور تخمین خواص فیزیکی و مکانیکی نانو ساختارها پیشنهاد شده است .به دلیل گستردگی کاربرد نانوصفحات در نانوسنسورها و تشدیدگرهای نانویی مطالعه رفتار دینامیکی و ارتعاشی تطبیقی با شرایط کارکردی آنها برای دستیابی به اهداف طراحی و پیش‌بینی رفتار آنها تحت کارکردهای خاص ضروری است .در این پژوهش معادله حاکم بر ارتعاشات غیرخطی نانوصفحه گرافن با در نظر گرفتن تئوری الاستیسیته غیرمحلی و رابطه جابجایی- کرنش فون کارمن با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است .تحلیل معادلات در دو بخش استاتیکی و دینامیکی با استفاده از روش‌های تحلیلی و عددی صورت گرفته است .نواحی پایداری برای نانوصفحه و نانوغشاء بدست آمده و مقدار ولتاژ ناپایداری به ازای پارامترهای مختلف سیستم بررسی شده است .در گام بعدی معادلات حاکم بر ارتعاشات غیرخطی سیستم با استفاده از روش اغتشاشات هموتوپی و هموتوپی بهبودیافته حل شده و برای صحه‌گذاری بر آنها از حل عددی کمک گرفته شده است و در نهایت اثر پارامتر غیرمحلی و نسبت ضخامت به طول نانو صفحه بر نسبت فرکانس طبیعی غیرخطی سیستم مورد بررسی قرار گرفت

Text of Note

Most of the potential applications of nanoscale structures depend on the exact understanding of their mechanical behavior. Therefore, the study and analysis of their mechanical behavior, such as vibrating and dynamical behavior of these structures, has so far been the subject of many studies. Dynamic behavior study of nanoplates is important because of their extreme sensitivity, vibrations and critical frequencies of dynamic instability and use in important and sensitive applications such as atomic force microscopy, nano-mechanical switches, and nano-sensors. A large number of theoretical and experimental methods are used to measure and estimate the mechanical and physical properties of nanoplates. Since it is very difficult to control nanoscale experiments, direct measurement of properties is almost impossible. There is a method called molecular dynamics developed to simulate the properties of micro and nanoscale materials. Because of the high computational cost of molecular dynamics simulation, it's not particularly cost-effective for large-sized systems. Due to the wide application of nanoplates in nano sensors and nano resonators, the study of dynamic behavior and adaptive vibration behavior with their functional conditions is necessary to achieve design goals and predict their behavior under particular functions. In this research, the governing equation on the nonlinear vibration of graphene nano plate and nano membrane has been derived from the Hamilton principle using nonlinear elasticity theory and Von-Karman displacement-strain relation. The analysis of equations in two static and dynamic sections has been done using analytical and numerical methods. Stability areas for nano plate and nano membrane have been obtained and pull-in voltage have been investigated for various system parameters. In the next step, the governing equations on the nonlinear vibrations of the system are solved by the method of homotopy and modified homotopy perturbation and numerical solution are used to confirm them. Finally, the effect of nonlocal parameter and the ratio of thickness to length of nano plates and nano membrane on the nonlinear natural frequency ratio of system was investigated

Parallel Title

‮‭Nonlinear Vibration and Dynamic Stability Analysis of Graphene Nano-plates in Nano-electro-mechanical Systems‬

سعیدزاده، حسن

Saeedzadeh, Hassan

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی