بررسی رفتار دینامیکی میکروسکوپ نیروی اتمی براساس تئوری گرادیان کرنشی

Authors

محمد علی محمدی

عضو مرکز سیستمها و فناوری های پیشرفته (cast) ،دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران عقیل یوسفی کما

رئیس / مرکز سیستم ها و فناوری های پیشرفته دانشگاه تهران مراد کریم پور

استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران احسان معانی میاندوآب

استادیار علوم مهندسی، دانشگاه تهران

abstract

در این مقاله، رفتار دینامیکی میکروسکوپ نیروی اتمی بر اساس تئوری غیر کلاسیک گرادیان کرنشی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور، میکروتیر میکروسکوپ نیروی اتمی و سوزن متصل به انتهای آن به صورت یک جرم متمرکز مدل سازی شده است. میکروتیر از طریق یک المان پیزوالکتریک متصل به انتهای گیردار تحریک شده و معادله مشتقات جزئی غیرخطی حاکم بر سیستم براساس تئوری اویلر-برنولی استخراج شده است با اعمال روش های جداسازی و گلرکین، به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل می شود. در بسیاری از مطالعات تجربی مشاهده شده است هنگامی که ابعاد سازه تا ناحیه میکرون و زیر میکرون کاهش یابد، اثر اندازه در رفتار دینامیکی این میکرو ساختارها نقش پیدا می کند. تئوری کانتینیوم کلاسیک به خاطر چشم پوشی از اثر اندازه، دارای دقت پایینی در پیش بینی رفتار مکانیکی ابزارهای نانو می باشد، به همین دلیل دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک در تحلیل رفتار دینامیکی میکروتیر دیدگاه متفاوتی دارند. در این مقاله، ناحیه پایداری میکروتیر به صورت تحلیلی و عددی به دست آمده و با مقایسه نتایج مشخص گردید که این دو روش با هم تطابق دارند. تفاوت بین تحلیل های ارائه شده در رفتار دینامیکی میکروتیر توسط دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک با رسم نمودارهای گوناگونی نشان داده شده است. مشخص می شود که در نظر گرفتن اثر اندازه، ماهیت مسئله دینامیکی را به کلی تغییر می دهد و ممکن است در حالیکه تئوری کلاسیک رفتاری پایدار برای میکروسکوپ پیش بینی می کند، اثر اندازه باعث وقوع پایداری دوگانه شود. نتایج به دست آمده در این مقاله برای طراحی و تحلیل میکروسکوپ-های اتمی بسیار کارا می باشند.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مدلسازی دینامیکی نانومانیپولیشن دو بعدی بر پایه میکروسکوپ نیروی اتمی

نانورباتیک یا مانیپولیشن توسط نانوربات مبحث جدیدی است که در خصوص مانیپولیت کنترل شده اجسامی با اندازه نانومتری بحث می کند و مربوط به عکس العمل های موجود بین اجسامی در ابعاد اتمی و مولکولی است. مبحث نانورباتیک شامل دو گروه نانوربات های مشابه با ربات های در دنیای ماکرو و میکروسکوپ روبشی میله ای می شود. میکروسکوپ های روبشر میله ای گروه گسترده ای از میکروسکوپ ها هستند که در سال 1982 جهت تصویر بردار...

15 صفحه اول

بکارگیری تئوری الاستیسیته گرادیان کرنشی در بررسی اثر اندازه بر خواص الاستیک نانولوله تک جداره کربنی

در این مقاله تأثیر اثر اندازه روی خواص الاستیک نانولوله‌های تک‌جداره کربنی با استفاده از تئوری الاستیسیته گرادیان کرنشی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از مدل‌های مکانیکی نظیر میله تحت کشش، نیز تیر اویلر-برنولی ومیله تحت پیچش استفاده گردید. مدل میله تحت کشش در تحقیق حاضر پایه‌گذاری گردید. مدل تیر اویلر-برنولی از منابع موجود استخراج و شرایط مرزی حاکم بر تیر فوق در تحقیق حاضر اصلاح گردید. ضمنا" ...

full text

بررسی اثر اندازه بر رفتار ارتعاشی یک نوع تیر مونتاژ شده میکروسکوپ نیرو اتمی، با استفاده از تئوری الاستیسیته گرادیان کرنش

در این مقاله، با بهره¬گیری از تئوری الاستیسیته گرادیان کرنش، اثر اندازه یک نوع تیر مونتاژ شده میکروسکوپ نیرو اتمی بر فرکانس تشدید و حساسیت آن نسبت به سختی تماسی، مورد بررسی قرار گرفته است. میکروتیر مذکور، شامل یک تیر یک¬سردرگیر افقی، یک رابط عمودی و یک نوک در انتهای سر آزاد رابط ¬است که ساختار آن امکان روبش جداره¬ نانومواد را برای میکروسکوپ نیرو اتمی فراهم می¬سازد. ابتدا با استفاده از تئوری الا...

full text

بررسی تجربی و تئوری رفتار دینامیکی زیرسطحی‌ها

In recent years, unmanned vehicles have intensively been developed to reduce risk on human life for marine applications. Predicting the dynamics behavior of an autonomous underwater vehicle is important during the vehicle’s design phase. In other words to design an AUV, one must clarify its maneuverability and controllability based on a mathematical model. The mathematical model contains variou...

full text

ارائه فرمولاسیون اجزا محدود جهت تحلیل رفتار دینامیکی میکروروتورها براساس نظریه گرادیان کرنش

چکیده: در این مقاله برای اولین بار فرمولاسیون اجزا محدود سه بعدی سامانه روتور، متشکل از میکروشافت دوار و دیسک‌های متصله براساس نظریه گرادیان کرنشی به منظور بررسی رفتار دینامیکی یا مشخصات ارتعاشاتی این سامانه ارائه شده است. مدل مذکور این امکان را فراهم می‌کند که ضمن در نظر گرفتن اثرات ناشی از قرار داشتن هندسه سامانه در ابعاد میکرو، تأثیرات مربوط به غیرصلب بودن یاتاقان‌ها، میرایی داخلی و نامیزانی...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مهندسی مکانیک مدرس

جلد ۱۶، شماره ۹، صفحات ۱۵۵-۱۶۴

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023