جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "nano beam" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «nano beam» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
در این مقاله به بررسی جامع انتشار موج در یک نانوتیر دوار ویسکوالاستیک که در بر روی یک بستر ویسکوالاستیک نیز قرار گرفته، پرداخته شده است. در مطالعه حاضر از روش غیرمحلی عمومی به جهت قابلیت آن در انعکاس رفتارهای نرم شونده و سفت شونده مواد مختلف که نقش بسزایی در افزایش دقت تحلیل انتشار موج در یک ماده دارد، استفاده شده است. برای این منظور، ابتدا با توجه به نظریه تیر تیموشنکو و مدل ویسکوالاستیک سازه ای کلوین-ویت و استفاده از روش همیلتن، معادلات حرکت نانوتیر بر روی بستر ویسکو الاستیک وینکلر-پاسترنیک استخراج گردیده و سپس به کمک روش تحلیلی نتایج عددی لازم برای تحلیل انتشار موج طولی، پیچشی و عرضی محاسبه شده اند. بدلیل ماهیت نظریه غیرمحلی عمومی و برخلاف نظریه غیرمحلی ارینگن، معادلات حرکت استخراج شده شامل دو فاکتور غیرمحلی برای تخمین صحیح رفتار انتشار موج می باشد. همچنین تاثیر اثرات فاکتورهای غیرمحلی، سرعت زاویه ای دوران نانوتیر دوار و ضرایب استهلاک سازه و بستر بر روی فرکانس های انتشار انواع موج به ویژه امواج پیچشی و عرضی مورد بررسی جامع قرار گرفته است.
کلید واژگان: انتشار, موج, غیرمحلی, کلوین - ویت, نانوتیر, دوارIn this work, a comprehensive wave propagation analysis is performed on rotating viscoelastic nanobeams resting on viscoelastic Winkler-Pasternak foundations. Here, a novel non-classical mechanical model is developed to describe accurate wave propagation behavior for viscoelastic nanobeams. In fact, to capture both hardening and softening behaviors of materials during wave propagation, general nonlocal theory (GNT) is applied to establish the governing motion of equations. Unlike Eringen’s nonlocal theory, general nonlocal theory employs two different nonlocal parameters refers to normal and shear strains. Also, Kelvin-Voigt model along with Timoshenko beam theory are considered to extract the equations and analytical solution is employed to make the results. The results are obtained for longitudinal (LA), torsional (TO) and transverse (TA) types of wave propagations. Moreover, the effects of nonlocal parameters, Kelvin-Voigt damping, foundation damping, Winkler-Pasternak coefficients and rotating velocity are illustrated and discussed in details especially for TO and TA types of wave propagation. The results show the effect of each of the mentioned parameters on the frequency for all types of wave propagation.
Keywords: Wave, Propagation, Nonlocal, Kelvin-Voigt, Nano-Beam, Rotating -
This paper presents a nonlocal strain gradient theory for capturing size effects in buckling analysis of Euler-Bernoulli nanobeams made of three-dimensional functionally graded materials. The material properties vary according to any function. These models can degenerate to the classical models if the material length-scale parameters is assumed to be zero. The Hamilton's principle applied to drive the governing equation and boundary conditions. Generalized differential quadrature method used to solve the governing equation. The effects of some parameters, such as small-scale parameters and constant material parameters are studied.Keywords: Buckling analysis, Strain gradient elasticity theory, Nano beam, Three-directional functionally graded materials (TDFGMs), Generalized differential quadrature method (GDQM)
-
تحلیل ناپایداری استاتیکی و دینامیکی پولین نانومحرک های دوسر گیردار نیمه متاثر: تاثیر الکترود زیرلایهتحقیقات بسیار زیادی پیرامون مدلسازی ناپایداری های سیستم های میکرو/نانو الکترومکانیکی با اندازه یکسان دو الکترود متحرک و زیرلایه تاکنون انجام شده است، ولی پژوهشی که مدل سازی ناپایداری پولین استاتیکی و دینامیکی میکرو/نانومحرک ها را با وجود الکترود زیرلایه کوتاه تر )نیمه متاثر( و با درنظر گرفتن اثرات ابعاد کوچک مورد بررسی قرار بدهد یافت نشده است. در پژوهش حاضر، رفتار استاتیکی و دینامیکی میکرو/نانوتیر دوسرگیردار نیمه متاثر موردبررسی قرارگرفته و اثرات ناشی از جابه جایی موقعیت و طول الکترود زیرلایه مطالعه شده است. معادلات حرکت غیرخطی اویلر-برنولی و شرایط مرزی متناظر با آن، مبتنی بر تئوری غیرکلاسیک تنش مزدوج اصلاح شده به دست آمده اند. برای حل معادلات دیفرانسیل از روش حل عددی المان محدود بهره برده شده است. دقت روش المان محدود مورداستفاده از طریق مقایسه با نتایج به دست آمده پژوهش های پیشین اعتبارسنجی شده است و تطابق خوبی بین نتایج مشاهده شد. نتایج نشان دهنده این هستند که با کاهش طول الکترود زیرلایه، مقدار ولتاژ و نیروی موئینگی نهایی افزایش می یابد. کاهش طول الکترود زیرلایه باعث کاهش اندکی در جابه جایی نهایی می شود. در نهایت، یک پارامتر جدید متعادل کننده اثر اندازه-نیروی موئینگی برای نانوتیرها معرفی خواهد شد که باعث تغییر رفتار نانوتیر می گردد.کلید واژگان: نانوتیر, دوسرگیردار, نیمه متاثر, تئوری تنش مزدوج اصلاح شدهMany researches have been carried out for modeling of micro/nano electromechanical systems instabilities, in which both movable and substrate electrodes are at the same size; however, there is no research considering the static and dynamic pull-in instabilities of micro/nano actuators with a smaller substrate electrode in the presence of small size effects. In the present study, the static and dynamic behaviors of partially affected clamped micro/nano actuators are investigated and the effects of position and length of the substrate electrode are analyzed. The non-linear Euler-Bernoulli governing equation of the beam motion and the corresponding boundary conditions are derived using the Modified couple stress theory. Finite element method is utilized to solve the governing equations. In order to investigate the accuracy of the utilized finite element method, the obtained results are compared with those available in the literature and a good agreement between them was found. The results demonstrate that a decrease of the substrate electrode length leads to an increase of the required pull-in voltage and the pull-in capillary force. Moreover, a small reduction in the pull-in deflection of the nano-beam is observed because of the decrease of the substrate electrode. Finally, a new parameter, named as balanced size effect-capillary force which changes the trend of the behavior of the nano-beam, is introduced.Keywords: Nano-beam, Clamped-clamped beam, Partially affected, Modified Couple Stress Theory
-
به دلیل نقض فرض پیوستگی ماده در ابعاد نانو، نظریه های کلاسیک مبتنی بر این فرض دقت خود را در مدل سازی رفتار نانوسازه ها از دست می دهند. لذا، به منظور طراحی و تحلیل دقیق تر سیستم های میکرو/نانوالکترومکانیکی، لازم است که از نظریه های پیوسته وابسته به اندازه بهره برد. در این پژوهش جهت تحلیل ناپایداری های استاتیکی و دینامیکی نانوتیرهای یکسرگیردار مورداستفاده در نانوکلیدها، یک مدل جدید غیرخطی مبنی بر نظریه غیرکلاسیک تنش مزدوج اصلاح شده توسعه یافته است. در مدل حاضر، اثرات پارامترهای مقیاس طول، میدان لبه، نیروهای الکترواستاتیک و بین مولکولی (واندروالس و کاسیمیر) لحاظ شده اند. معادله اویلر-برنولی غیرخطی حرکت تیر و شرایط مرزی آن، با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است. نتایج نشان می دهند که در اثر کاهش ابعاد تیرک، سختی آن افزایش می یابد. افزایش اثرات میدان لبه و اندازه باعث افزایش ولتاژ درون کشی می شود. کاهش نیروهای بین مولکولی و طول الکترود زیرلایه، ولتاژ درون کشی را نیز افزایش می دهند. همچنین نرخ تغییر پارامترهای درون کشی نیروهای بین مولکولی و ولتاژ، در اثر نیمه متاثر شدن ناتوتیر یکسرگیردار از سمت سر آزاد بیشتر از حالتی است که نانوتیر از سمت تکیه گاه آن نیمه متاثر شود.کلید واژگان: نانوتیر, پولین, تئوری تنش مزدوجIn the nanoscale, the continuity assumption may be violated, and hence, the classical theories, which have been introduced based on the continuity assumption, may lose their accuracy. Therefore, new size-dependent continuum theories are demanded for proper design and analysis of micro/nano-electro-mechanical systems. The aim of the present study is to develop a new non-linear theoretical model, based on the Modified couple stress theory, for analysis of static and dynamic pull-in instabilities of nanobeams, utilized in nano switches. In the present model, the size effect parameter, the fringing field effect, the electro static forces, the intermolecular forces (Casimir and Van der Walls) are taken into account. The non-linear Euler-Bernoulli governing equation of the beam motion and the corresponding boundary conditions are derived by using Hamilton’s principle. The results show that the decrease in the size of the beam increases the beam stiffness. An increase in the fringing field effect, the size effect parameter or decrease in intermolecular forces as well as decrease in the substrate length would increase the ultimate pull-in voltage. Also, when a cantilever nanobeam is affected partially from the free-side end, the effect on the increase of the pull-in parameters of the intermolecular forces and the voltage is greater than that of the nanobeam is affected partially from its support side.Keywords: Nano-beam, Pull-in, Couple stress theory
-
در این مقاله به بررسی خیز و ارتعاشات آزاد پنل ساندویچی پرداخته شده است. هسته ساندویچ پنل از نوع لانه زنبوری شش وجهی و رویه های آن از دو ماده متفاوت Carbon fiber reinforced plastic و K-aryl/epoxy در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر پایه تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج گردیده و برای حل معادلات از روش عددی دیفرانسیل مربعات تعمیم یافته استفاده شده است. جهت اعتباربخشی به روش دیفرانسیل مربعات به کاررفته در این مقاله از روش کلاسیک با حل گالرکین ارائه شده در مراجع استفاده شده و نشان داده شده که روش دیفرانسیل مربعات تعمیم یافته به کار گرفته شده دارای نتایج خوب با درصد خطای نسبی پایین نسبت به مقاله مرجع یادشده است. تغییر شکل ایجادشده در پنل ساندویچی به ازای دو نوع بارگذاری متفاوت موردبررسی قرارگرفته است. درنهایت فرکانس های طبیعی برای چهار مد اول برای دو ماده متفاوت رویه ها به دست آورده شده و تاثیر نسبت های متفاوت طول به ضخامت هسته و نسبت ضخامت رویه ها به ضخامت هسته لانه زنبوری بر مقدار فرکانس طبیعی بررسی شده است. همچنین تاثیر ضریب سختی فونداسیون برخیز ایجادشده و فرکانس طبیعی، ارائه گردیده است.کلید واژگان: ساندویچ پنل, ارتعاشات, کوادراتور دیفرانسیلی, لانه زنبوریIn this paper deflection and free vibration of sandwich panel is studied. The core of Sandwich panels is made of hexagonal honeycomb and faces are made of two different materials of Carbon Fiber Reinforced Plastic and K-aryl/epoxy covering. The governing equations are deduced from the First order Sheer Deformation Theory (FSDT) and they are solved using Generalized Differential Quadrature Method (GDQM). The classical method in the references is used to verify the DQ method and to show that the applied GDQM method has a good results with compared to the references. Deflection of sandwich panel is investigated with two different load types. Finally natural frequency for the first 4 modes and the two different faces materials are calculated and the effect of various lengths to core thickness ratios and faces to honeycomb core thickness ratios are studied. Further, the effect of foundation stiffness coefficient on deflection and natural frequency are showed.Keywords: Nano beam, Piezoelectric, Electromechanical-coupling, Radom vibrations
-
در این مقاله روشی جدید موسوم به تئوری الاستیسیته غیر محلی اصلاح شده کامل جهت تحلیل رفتار نانو ساختارها ارائه شده است. همچنین به منظور نشان دادن کارایی تئوری ارائه شده مسائل خمش نانو تیر و نانو صفحه مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور بر اساس معادلات ساختاری غیر محلی و با استفاده از اصل تغییراتی، معادلات حاکم و شرایط مرزی نانو تیر و نانو صفحه مستطیلی تحت بار عرضی روی تکیه گاه ساده بدست آمده و نتایج تحلیل عددی معادلات بدست آمده ارائه گردیده است. همچنین نشان داده شده است که باز آرایی سری ظاهر شده در روابط خیز بیشینه نانو تیر و نانو صفحه منجر به حذف خطای قطع کردن سری معادلات ساختاری اصلاح شده خواهد شد. علاوه بر این جهت اعتبار سنجی تئوری ارائه شده نتایج عددی بدست آمده با نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی مقایسه شده است که تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد. همچنین در این مقاله نشان داده شده است که تئوری الاستیسیته غیرمحلی در برخی مسائل از جمله خمش نانو تیر و نانو صفحه روی تکیه گاه ساده تحت بار عرضی متمرکز و گسترده یکنواخت قادر به در نظر گرفتن اثر مقیاس کوچک نمی باشد. تئوری الاستیسیته غیر محلی اصلاح شده کامل ضمن رفع نقیصه فوق الذکر، معیار مناسبی برای بررسی دقت و تعیین حوزه کارایی تئوری الاستیسیته غیر محلی اولیه ارائه می دهد.کلید واژگان: اثر مقیاس کوچک, اصل تغییراتی, خمش, نانو صفحه, نانو تیرIn this article, a novel method, namely full modified nonlocal (FMNL) theory, for analysis of nano structures under different case loading. Also bending analysis of rectangular nano plates and nano beams are investigated in order to demonstrate the effectiveness of the presented theory. For this purpose, a complete representation of governing equation and boundary conditions are derived based on the infinite series of modified nonlocal constitutive equations by applying the variational principle. It is shown that by rearranging and then computing the sum of the infinite series which appears in the maximum bending deflection, the truncation errors will be eliminated. In addition, the results of the presented method are compared with MD simulations to confirm the validity of FMNL theory. One of the advantages of the FMNL theory is that the defect of nonlocal (NL) theory in vanishing of small scale effect for some problems can be resolved. Furthermore, the FMNL theory will be a criterion for accuracy of the primary modified nonlocal (PMNL) theory that considers only two terms of the series of the modified nonlocal constitutive equation in predicting maximum bending deflections.Keywords: Small scale effect, Variational Principle, Bending, Nano plate, Nano beam
-
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال نهم شماره 4 (زمستان 1395)، صص 711 -726در این مقاله به بررسی خیز و ارتعاشات آزاد پنل ساندویچی پرداخته شده است. هسته ساندویچ پنل از نوع لانه زنبوری شش وجهی و رویه های آن از دو ماده متفاوت Carbon fiber reinforced plastic و K-aryl/epoxy در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر پایه تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج گردیده و برای حل معادلات از روش عددی دیفرانسیل مربعات تعمیم یافته استفاده شده است. جهت اعتباربخشی به روش دیفرانسیل مربعات به کاررفته در این مقاله از روش کلاسیک با حل گالرکین ارائه شده در مراجع استفاده شده و نشان داده شده که روش دیفرانسیل مربعات تعمیم یافته به کار گرفته شده دارای نتایج خوب با درصد خطای نسبی پایین نسبت به مقاله مرجع یادشده است. تغییر شکل ایجادشده در پنل ساندویچی به ازای دو نوع بارگذاری متفاوت موردبررسی قرارگرفته است. درنهایت فرکانس های طبیعی برای چهار مد اول برای دو ماده متفاوت رویه ها به دست آورده شده و تاثیر نسبت های متفاوت طول به ضخامت هسته و نسبت ضخامت رویه ها به ضخامت هسته لانه زنبوری بر مقدار فرکانس طبیعی بررسی شده است. همچنین تاثیر ضریب سختی فونداسیون برخیز ایجادشده و فرکانس طبیعی، ارائه گردیده است.کلید واژگان: ساندویچ پنل, ارتعاشات, کوادراتور دیفرانسیلی, لانه زنبوریJournal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering, Volume:9 Issue: 4, 2017, PP 711 -726In this paper deflection and free vibration of sandwich panel is studied. The core of Sandwich panels is made of hexagonal honeycomb and faces are made of two different materials of Carbon Fiber Reinforced Plastic and K-aryl/epoxy covering. The governing equations are deduced from the First order Sheer Deformation Theory (FSDT) and they are solved using Generalized Differential Quadrature Method (GDQM). The classical method in the references is used to verify the DQ method and to show that the applied GDQM method has a good results with compared to the references. Deflection of sandwich panel is investigated with two different load types. Finally natural frequency for the first 4 modes and the two different faces materials are calculated and the effect of various lengths to core thickness ratios and faces to honeycomb core thickness ratios are studied. Further, the effect of foundation stiffness coefficient on deflection and natural frequency are showed.Keywords: Nano beam, Piezoelectric, Electromechanical, coupling, Radom vibrations
-
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال نهم شماره 2 (تابستان 1395)، صص 357 -370در مقاله حاضر، برداشت انرژی الکتریکی از ارتعاشات اتفاقی تیر نانو اویلر- برنولی با دولایه پیزوالکتریک بررسی می گردد. تیر مذکور از یک لایه آلومینیم و دو لایه پیزوالکتریک سرامیکی با نام اختصاری PZT 5A به عنوان لایه حسگر برداشت انرژی تشکیل شده است. در روش پیش رو معادلات حاکم بر نانو تیر بایمورف به صورت تحلیلی با استفاده از تئوری کلاسیک تیرها به همراه اعمال ضریب اصلاحی ساختار نانو به دست خواهد آمد. سپس با استفاده از روش کانتروویچ معادلات سیستم به دست آمده حل خواهند شد. شرایط مرزی در نظر گرفته شده برای تیر نانو به صورت یکسر گیردار و جرم متمرکز انتهای آزاد تیرمی باشد و تابع تحریک ورودی سیستم جهت برداشت انرژی به صورت اتفاقی در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه در این پژوهش هدف بررسی میزان برداشت انرژی است بنابراین در قسمت نتایج نمودارهای ولتاژ و حداکثر قدرت خروجی تیر بایمورف نانو تحت تحریک اتفاقی و ورودی نویز سفیدو همچنین تاثیر خواص و ضریب مقیاس ذرات نانو بر میزان برداشت انرژی ارائه شده است.کلید واژگان: تیرنانو, کوپل الکترومکانیکی, پیزوالکتریک, ارتعاش اتفاقیJournal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering, Volume:9 Issue: 2, 2016, PP 357 -370In the present paper, electrical energy harvesting from random vibrations of an Euler-Bernoulli nano-beam with two piezoelectric layers is investigated. The beam is composed of an aluminum layer together with two piezoelectric ceramic layers (PZT 5A) serving as energy harvesting sensors. In the proposed method, the equations governing the bimorph nano-beam will be analytically derived using classical beam theory with corresponding modification coefficients to the nano-structure applied. Then, the derived system of equations will be solved following Kantorovich method. Assumed boundary conditions for the nano-beam are as follows: a clamped end with the mass concentrated at the free end of the beam. Further, the input activation function of the system for energy harvesting was taken as being random. Since the objective of this research is to investigate the amount of harvested energy, the section on the results provides associated voltage and maximum output power curves with the bimorph nano-beam under random activation and input white noise, while also presenting the effects of characteristics and scale factor of the nano-particles on the amount of harvested energy.Keywords: Nano beam, Piezoelectric, Electromechanical, coupling, Radom vibrations
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.