تحلیل غیر خطی دینامیکی و ارتعاشی نانولوله کربنی در سیستم نانوالکترومکانیک سوییچ با استفاده از تئوری غیر محلی الاستیسیته

سیستم های میکرو و نانو الکترومکانیکی به خاطر ویژگی های متمایز و مشخصه های منحصر به فرد، عمدتاً در دو حوزه حسگرها و عمگرها، در علوم مختلف همچون مکانیک، هوافضا و پزشکی موردتوجه قرارگرفته اند. تحریک الکترواستاتیک یکی از ساده ترین و پرکاربردترین روش های تحریک و راه اندازی این سیستم ها بوده که منجر به وقوع ناپایداری در آن ها می گردد. پیش بینی رفتار استاتیکی و دینامیکی سیستم های الکترومکانیکی در ابعاد نانو با تئوری های کلاسیک، با خطا همراه بوده است. به همین منظور در تحقیق حاضر، تحریک الکترواستاتیکی نانوسوییچ ها و نانوحسگرهای کربنی با استفاده از تئوری تنش غیرمحلی بررسی می شود. ابتدا معادلات غیرخطی و شرایط مرزی طبیعی حاکم بر مساله با تئوری غیرموضعی بازنویسی شده و جابجایی نانوتیر به دو قسمت استاتیکی و دینامیکی تقسیم می گردد. حل معادله استاتیکی انجام شده، و سپس با حل مسأله مقدار ویژه معادله دینامیکی، فرکانس طبیعی و شکل مود نرمالی استخراج می شود که تابع ولتاژ استاتیکی اولیه و پارامتر غیرموضعی است، تا بتواند در روش تقریبی گالرکین برای حل معادلات و تعیین هرچه دقیق تر ولتاژ و زمان ناپایداری دینامیکی نانوسوییچ استفاده گردد. در تحلیل ارتعاشی با معرفی مدل جدید نانوحسگرکربنی در حضور نانو ذره محرک کارایی آن امتحان می شود. همچنین ناپایداری کششی غیرمحلی و غیرخطی نانوسوییچ نیترید-بور با تئوری پیزو الاستسیته غیرمحلی بررسی می گردد. در نهایت نتایج بدست آمده از تحلیل نمودارهای استاتیکی و دینامیکی و ارتعاشی نشان می دهد اثر غیرموضعی رفتار نانوسوییچ الکترومکانیکی را به ویژه در حوزه کمیت های ناپایداری تحت تأثیر قرار می دهد.