تحلیل میرایی ترموالاستیک در تیرهای میکرو/نانو الکترومکانیک با استفاده از تئوری گرین- نقدی

دراین پایان¬نامه با استفاده از روش¬های تحلیلی و عددی، رفتار تئوری¬های غیرکلاسیک در سیستم¬های میکرو/ نانو الکترومکانیک مطالعه می¬گردد. در ابتدا سه تئوری معتبر غیرکلاسیک شامل تئوری¬های لرد-شلمن، گرین-لیندسی و گرین- نقدی نوع با در نظر گرفتن شرایط آدیاباتیک و ارتعاشات هارمونیک برای تیر دو سرگیردار مورد مطالعه قرار می¬گیرد. بر اساس روشی تحلیلی و بر پایه معادلاتی استاندارد، رابطه¬ای صریح برای معکوس ضریب کیفیت (میرایی ترموالاستیک) تئوری¬های غیر کلاسیک ارائه می¬شود. سپس، دقت تئوری¬های مذکور در تیرهای میکرو/نانو الکترومکانیک مورد بررسی قرار می¬گیرد. بر این اساس از دو رابطه زنر و حل دقیق لیفشیتز و روکس بهره گرفته می¬شود و مشاهده می¬گردد که تئوری گرین- نقدی نوع از دقت بیشتری برخوردار می¬باشد. همچنین در شرایط آدیاباتیک، تأثیر پارامترهای مختلف نظیر طول، عرض، ضخامت، نسبت¬های ابعادی، مودهای ارتعاشی و دما بر رفتار میرایی ترموالاستیک مورد بررسی قرار می¬گیرد. در مرحله¬ای دیگر از این پژوهش، تیر نانو الکترومکانیک با استفاده از تئوری گرین-نقدی نوع (تئوری غیر کلاسیک منتخب) در شرایط بارگذاری حرارتی یا تغییرات دمایی، به کمک روش اجزاء محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا دقت حل با مقایسه نتایج برای تئوری گرین-نقدی نوع (بدون اتلاف انرژی) و مقایسه نتایج آن با داده¬های تحلیلی، ارزیابی می¬گردد. سپس تأثیر شیب¬های حرارتی مختلف در اثر تغییرات دمایی سریع مورد بررسی قرار می¬گیرد. افزایش این متغیر موجب افزایش دامنه پارامترهایی از قبیل خیز، توزیع تنش و توزیع دما در طول تیر می¬شود. این افزایش در تئوری گرین-نقدی نوع در مقایسه با نوع بیش تر می¬باشد. افزایش بیش از حد هریک از پارامترهای فوق نیز موجب اختلال در عملکرد سیستم¬های نانو الکترومکانیک می¬شود. همچنین افزایش شیب حرارتی، موجب افزایش نرخ میرایی ترموالاستیک می¬شود. بنابراین افزایش شیب حرارتی موجب کاهش طول عمر سیستم¬های نانو الکترومکانیک می¬شود.