تحلیل ارتعاشات غیر خطی بازوی نانو کامپوزیتی یک میکروربات تحت تأثیر نیروی الکتروستاتیک و پیزوالکتریک همزمان با درنظر گرفتن کشش لایه میانی
thesis
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شاهرود - دانشکده مهندسی مکانیک
- author فریده چیت ساز یزدی
- adviser امیر جلالی
- Number of pages: First 15 pages
- publication year 1392
abstract
در این پایان نامه به بررسی رفتار استاتیکی و دینامیکی غیر خطی یک بازوی میکرو ربات مورد استفاده در پزشکی در حین عمل برش رگ، که به صورت یک میکرو تیر مدل شده است، پرداخته می شود. برای دستیابی به ویژگی های برتری از جمله افزایش فرکانس طبیعی به منظور کوتاه شدن زمان پاسخ برای سیستم، میکرو عملگر از پلیمر تقویت شده با نانو لوله های کربنی تک جداره (swcnt) در نظر گرفته شده است. بستر پلیمری میکرو تیر، دارای خاصیت ویسکو الاستیک می باشد که از مدل کلوین-ویت برای مدل سازی آن استفاده می شود. هندسه ی میکرو تیر یکنواخت و همگن، سطح مقطع آن مستطیلی و شرایط مرزی برای آن دو سر گیر دار در نظر گرفته می شود. میکرو تیر تحت تحریک میدان الکتریکی و لایه پیزو الکتریک pzt می باشد. تحریک الکتریکی با اعمال یک ولتاژ ثابت dc و یک ولتاژ هارمونیک کوچک ac بین الکترود ثابت و میکرو تیر، اعمال می شود. تحریک پیزو الکتریک نیز توسط یک ولتاژ ثابت dc بین دو سطح لایه پیزو الکتریک به سیستم اعمال می شود. معادلات حاکم بر حرکت، با در نظر گرفتن تئوری تیر اویلر-برنولی غیر خطی، اثر کشیدگی لایه ی میانی و نیروی محوری، از اصل هامیلتون استخراج می شوند. تغییر شکل استاتیکی و فرکانس طبیعی ارتعاش آزاد سیستم حول موقعیت استاتیکی، توسط روش گالرکین حاصل می شوند. پاسخ دینامیکی غیر خطی میکرو تیر ویسکو الاستیک حول موقعیت استاتیکی در حالت تشدید اولیه، با استفاده از روش مقیاس های چندگانه در تئوری اغتشاشات و روش گالرکین با تقریب دو شکل متقارن اول به صورت نیمه تحلیلی بدست می آید. تأثیر پارامتر های مختلف طراحی از جمله ولتاژ الکترو ستاتیک، ولتاژ و طول لایه پیزو الکتریک و نسبت ضخامت میکرو تیر به لایه پیزو الکتریک بر روی تغییر شکل استاتیکی، فرکانس طبیعی و میرایی سیستم بررسی شده است. همچنین رفتار دینامیکی سیستم غیر خطی در حالت تشدید اولیه به ازای پارامتر های مختلف سیستم مورد بررسی قرار گرفته و علّت تغییر رفتار ارتعاشی میکرو تیر بر اثر تغییر پارامتر ها بیان شده است. در ادامه، محدوده ی پایدار و ناپایدار سیستم دینامیکی حول موقعیت استاتیکی برای نقطه ی تعادل، با تشکیل ماتریس ژاکوبین مطالعه و تحلیل شده است. افزایش میرایی به ازای افزایش ولتاژ تحریک الکتروستاتیک و لایه پیزو الکتریک، افزایش تغییر شکل استاتیکی و فرکانس طبیعی میکرو تیر با افزایش ولتاژ اعمالی به لایه پیزو الکتریک و کاهش دامنه ارتعاشات غیر خطی سیستم بر اثر کاهش دامنه تحریک ولتاژ ac، از جمله نتایج بررسی در این پایان نامه می باشد.
similar resources
تأثیر کشش سطحی بر تحلیل ارتعاشات غیر خطی نانو لوله
در این مقاله به بررسی ارتعاشات غیرخطی نانو لوله ها با استفاده از تئوری اویلر برنولی تیر و با در نظر گرفتن مدل غیرخطی هندسی ون-کارمن به همراه اثرات کشش سطحی پرداخته شده است. با به کارگیری مدهای ارتعاشات آزاد مسئله خطی، فرکانس های طبیعی غیر خطی نانو لوله با شرایط مرزی ساده بر حسب توابع بیضوی ژاکوبی به دست آورده شده است. نتایج عددی نشان می دهد که کشش سطح، شماره مود، دامنه ارتعاشات و طول نانو لوله...
full textبرداشت انرژی از تیر کامپوزیتی لایهای دارای لایه پیزوالکتریک تحت ارتعاشات اجباری
امروزه استفاده از مبدل پیزوالکتریک به دلیل قابلیت تبدیل انرژی محیطی همچون ارتعاشات مکانیکی به انرژی الکتریکی، کاربرد گستردهای پیدا کرده است. در یک سازه دارای لایه پیزوالکتریک، علاوه بر خصوصیات پیزوالکتریک، انتخاب خصوصیات بخش غیرپیزوالکتریکی سازه برداشت کننده انرژی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بنابراین در پژوهش حاضر، تولید انرژی الکتریکی از ارتعاشات اجباری تیر کامپوزیتی با لایه پیزوالکتریک...
full textتحلیل غیر خطی تیر چند لایه همراه با لایه پیزوالکتریک با در نظر گرفتن تغییر شکل های بزرگ
- در این مقاله تحلیل استاتیکی تیر چند لایه همراه با لایۀ پیزوالکتریک به عنوان حسگر و همچنین بدون در نظر گرفتن لایه پیزوالکتریک، تحت تغییرشکل بزرگ به روش المان محدود و با بهره گیری از فرمول بندی لاگرانژی به هنگام (ال- یو- ام)1 و اصل کار مجازی مطالعه شده است. برای تحلیل از المان چهار گرهی که در هر گره دو درجه آزادی جابه جایی و یک درجه آزادی الکتریکی دارد، استفاده شده است. برای نشان دادن قابلیت و ...
full textکنترل ارتعاشات مدل غیر خطی یک سیستم جراحی رباتیک از راه دور دوجانبه با بازوی انعطافپذیر
در این مقاله روش جدیدی برای کنترل سیستمهای جراحی رباتیک از راه دور دوجانبه با بازوی انعطافپذیر جراح ارائه شده است. در این راستا، ساختار دوگانهای از کنترلهای پسخوراند و پیشخوراند برای بازوی پیرو انعطافپذیر پیشنهاد شدهاست. این روش، توانایی روش شکلدهنده ورودی به عنوان کنترل پیشخوراند را برای کاهش ارتعاشات انتهای بازو و کنترل پسخوراند بر اساس کنترل...
full textمطالعه ارتعاشات آزاد غیر خطی یک نانو عملگر پیزوالکتریک بایمورف با استفاده از تئوری الاستیسیته غیر موضعی
در این پژوهش، ارتعاشات آزاد غیر خطی نانوعملگر پیزوالکتریک بایمورف با استفاده از تئوری الاستیسیته غیر موضعی تحلیل گردیده است. نانوعملگر پیزوالکتریک بایمورف با استفاده از تئوری تیر اویلر برنولی مدلسازی شده و برای استخراج معادلات حاکم از اصل همیلتون استفاده شده است. برای کاهش مرتبه و حل معادلات حرکت از روش گلرکین استفاده شده است. به منظور همگرایی سریع تر از شکل مودهای تیر چند مقطعی استفاده می شود....
full textارتعاشات اجباری میکرولوله حامل جریان سیال واقع بر بستر پسترناک تحت نیروی متحرک و با درنظر گرفتن تئوری گرادیان کرنش
در این مقاله ارتعاشات اجباری یک میکرولوله ویسکوالاستیک حامل سیال، واقع بر بستر پسترناک تحت تاثیر نیروی متحرک هارمونیک بررسی شده است. معادله حرکت میکرولوله حامل سیال به همراه شرایط مرزی، براساس تئوری گرادیان کرنش مرتبه اول و فرضیات تیر اویلر-برنولی با استفاده از اصل توسعه یافته همیلتون استخراج میشود. رفتار ویسکوالاستیک میکرولوله با استفاده از تئوری ویسکوالاستیک خطی کلوین-ویت مدلسازی شده است. ...
full textMy Resources
document type: thesis
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شاهرود - دانشکده مهندسی مکانیک
Hosted on Doprax cloud platform doprax.com
copyright © 2015-2023