احسان رئیسی استبرق

تیرهای پیزوالکتریک ریزمقیاس به عنوان یکی از نانوساختارهای یک بعدی کاربردهای بسیاری در فناوری نانو دارند. امروزه اهمیت میکرو/نانوسازه ها در پیشبرد و توسعه صنایع مختلف بر کسی پوشیده نیست. کاربردهای فراوان این تجهیزات در سیستم های میکروالکترومکانیکی و نانوالکترومکانیکی باعث ترغیب محققان بسیاری برای تحلیل رفتار آن ها شده است. به همین دلیل بسیاری از پژوهش ها به این زمینه معطوف گردیده است. در میان نانوسازه های مختلف، تیرهای ریزمقیاس دارای کاربردهای مهم و فراوانی هستند. از این رو در این پژوهش، ارتعاشات غیرخطی تیرهای پیزوالکتریک ریزمقیاس بررسی شده است. بدین منظور، در ابتدا یک مدل مناسب برای این مسئله در نظر گرفته شد. در ادامه معادلات غیرخطی حاکم بر ارتعاشات تیرهای پیزوالکتریک ریزمقیاس به کمک اصل همیلتون و با استفاده از تئوری ارینگن استخراج گردید. و در نهایت تاثیر پارامترهای مختلف همچون پارامتر غیرمحلی، تغییرات دما و ولتاژ الکتریکی خارجی بر روی ارتعاشات غیرخطی تیرهای پیزوالکتریک ریزمقیاس بررسی شد. نتایج بدست آمده از این پژوهش بیانگر این موضوع است که با افزایش پارامتر غیرمحلی، نسبت فرکانس غیرخطی افزایش می یابد و علت آن این است که در نظر گرفتن پارامتر غیرمحلی باعث کاهش سختی تیرهای پیزوالکتریک ریزمقیاس می شود. همچنین تغییرات دما باعث تغییر در سختی تیرهای پیزوالکتریک ریزمقیاس شده و این باعث می شود که با افزایش دما، نسبت فرکانس غیرخطی افزایش یابد. علاوه بر این با افزایش ولتاژ الکتریکی اعمالی خارجی به دلیل تولید نیروهای محوری کششی و فشاری ناشی از اعمال ولتاژ مثبت و منفی به تیرهای پیزوالکتریک ریزمقیاس، نسبت فرکانس غیرخطی نیز افزایش می یابد.