اساس کار میکروسکوپ نیروی اتمی، استفاده از تغییر شکل استاتیک یا پاسخ دینامیک تیر مرتعش برای تعیین توپوگرافی سطح در مقیاس نانو است. بنابراین پیش‌بینی صحیح رفتار دینامیک سیستم برای طراحی مناسب و عملکرد دقیق آن ضروری است. بنابر نتایج مطالعات تجربی با کاهش ابعاد یک سازه در مقیاس میکرو و نانو بر خلاف پیش‌بینی تئوری‌های کلاسیک، سختی بی‌بُعد آن تغییر می‌کند. این تغییر که می‌تواند به‌صورت سخت‌شوندگی یا نرم‌شوندگی باشد، منجر به ارایه روش‌های مدل‌سازی غیر‌کلاسیک وابسته به اندازه شده است. در این مقاله با استفاده از تئوری تنش کوپل بهبودداده‌شده تاثیر اندازه بر رفتار دینامیک سیستم، بررسیشده و نتایج با پیش‌بینی‌های تئوری کلاسیک مقایسه شده است. به این منظور معادلات حاکم بر میکروتیر نیروی اتمی که در معرض نیروهای غیرخطی بین مولکولی و هیدرودینامیک ناشی از سیال قرار دارد، استخراج شده است. با به‌کارگیری روش گالرکین، معادلات دیفرانسیل پاره‌ای حاکم به معادلات معمولی تبدیل و مدل گسسته سیستم استخراج شده است. نشان داده شده است که با درنظرگرفتن اثر اندازه، سختی بی‌بُعد و دامنه کاری پیش‌بینی‌شده میکروسکوپ در مود غیرتماسی افزایش می‌یابد. همچنین پارامترهای طراحی نظیر دامنه و فرکانس ارتعاشات به‌ترتیب کاهش و افزایش می‌یابد و در ابعاد کوچک‌تر، شروع ناحیه دوپایا برای فواصل کمتری از میکروتیر تا سطح اتفاق می‌افتد. در ادامه، روش حل مبتنی بر مود اول گالرکین در قیاس با دو مود اول و همچنین روش عددی معادلات آنالوگ صحت‌سنجی شده است. همچنین، تاثیر نیروهای هیدرودینامیک سیال بر رفتار دینامیک میکروسکوپ نیروی اتمی مطالعه شده است.
کلمات کلیدی: میکروسکوپ نیروی اتمی، اثر اندازه، تئوری تنش کوپل بهبود داده شده، تحلیل پایداری، دینامیک غیرخطی
تعداد مشاهده: 2487 مشاهده
کد فایل:5038
انتشار در:۱۳۹۷/۱۱/۲۴
حجم فایل ها:721.2 کیلوبایت
تعداد صفحات: 10
زبان: فارسی
سال انتشار: 1397
محل انتشار: مجله مهندسی مکانیک مدرس
فرمت: (PDF) غیر قابل ویرایش
منابع و مآخذ: دارد
جدول و نمودار: دارد
عکس و تصویر: دارد
مقاله تحلیل کنترلی یک مکانیزم کمکی برای ردیابی مسیر درزهای صفحه‌ای در جوشکاری رباتیک
قیمت : 2,500 تومان
توضیحات بیشتر دریافت فایل
مقاله بررسی عملکرد نوع جدید میکرومیکسر Lشکل دوگانه
مقاله محاسبه انرژی سطح وابسته به اندازه نانوذرات و نانوحفرات کروی فلزی به روش دینامیک مولکولی
مقاله بررسی خصوصیات سیال مغناطیسی در داخل میراگر هیدرولیکی مغناطیسی به روش دینامیک ذره استهلاکی
مقاله اثر فرآیند فورج چندجهته روی ریزساختار و خواص مکانیکی نانو کامپوزیت‌های AZ31 تقویت‌شده با نانوذرات SiC
مقاله مدل تئوری تبخیر قطره لیدن‌فراست برای محاسبه ارتفاع لایه بخار زیر قطره
مقاله مدل‌سازی عددی هم‌زمان انتقال حرارت و میدان مغناطیسی در کوره ذوب القایی تحت خلا
مقاله طراحی سیستم تصمیم‌گیری برای مدیریت دمایی ماهواره در حضور عیب عملگرهای مومنتوم سیالی
مقاله کنترل مقاوم زاویه پیچ مستقل یک توربین بادی سرعت متغیر به‌منظور کاهش بارهای مکانیکی
مقاله تحلیل آیروالاستیک بال سوئیپ دوگانه با یک قسمت فلزی و یک قسمت کامپوزیتی
مقاله بهینه‌سازی بازگشت فنری در فرآیند خمکاری ورق آلومینیومی A1050-H14 با ترکیب روش المان محدود و الگوریتم ژنتیک چندهدفه
مقاله اندازه‌گیری کشش بین سطحی در تراشه‌های میکروسیالی