کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5471427 1519390 2017 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modelling the dynamic response of a micro-cantilever excited at its base by an arbitrary thermal input using Laplace transformation
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی پاسخ دینامیکی یک میکرو کانستروم که در پایه آن بوسیله یک ورودی حرارتی دلخواه با استفاده از تبدیل لاپلاس تحریک می شود
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
یک مدل تحلیلی برای پیش بینی پاسخ زمان تاریخی یک پرتو کانتولل به حرکت حرارتی وابسته به زمان دلخواه در این مقاله شرح داده شده است. تحریک بنیادی به عنوان یک روش عملی برای ترمزیابی هیجان انگیز از میکرو کاستی مورد بررسی قرار گرفته است. پرتو در نظر گرفته شده بر روی یک لایه از ماده (اعمال کننده) است که از لحاظ حرارتی هیجان (به عنوان مثال، توسط جریان الکتریکی) نصب شده است. گسترش حرارت / انقباض پایه باعث می شود تا میکرو کنسول ارتعاش یابد. معادله هدایت گرمایی یک بعدی برای محرک، همراه با معادله پیوندی پیوسته اویلر-برنولی برای میکرو کانستروم حل می شود. یک نسل حرارت نسبی وابسته به زمان دلخواه بر روی محرک به عنوان تابع تحریک برای معادلات دوم اعمال می شود. تبدیل لاپلاس برای مقابله با وابستگی زمانی معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی استفاده می شود. پس از حل معادله دیفرانسیل عادی، دو روش مبتنی بر الگوریتم گاور-استیفست و یکپارچگی عددی مستقیم برای تبدیل معکوس در نظر گرفته شده و بحث در مورد نتایج و روش های ارائه شده است. علاوه بر این، مطالعه موردی یک رزوناتور حرارتی با سیگنال ورودی دوره ای مورد بررسی قرار گرفته و نتیجه گیری ها در مورد طراحی و اجرای عملی نشان داده شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مکانیک محاسباتی
پیش نمایش مقاله
مدل سازی پاسخ دینامیکی یک میکرو کانستروم که در پایه آن بوسیله یک ورودی حرارتی دلخواه با استفاده از تبدیل لاپلاس تحریک می شود
چکیده انگلیسی
An analytical model for predicting the time-history response of a cantilever beam to arbitrary time-dependent thermal actuation is elaborated in this paper. Base excitation is investigated as a practical method for thermally exciting the micro-cantilever. The beam is considered to be mounted on a layer of material (actuator) that is thermally excited (e.g., by electric current). Thermal expansion/contraction of the base causes the micro-cantilever to vibrate. One-dimensional heat conduction equation is solved for the actuator, along with the Euler-Bernoulli continuous beam equation for the micro-cantilever. An arbitrary time dependant body heat generation is applied on the actuator as the excitation function for the latter equations. Laplace transformation is applied to tackle the time dependency of the partial differential equations. After solving the coupled ordinary differential equation, two methods based on Gaver-Stehfest algorithm and direct numerical integration are considered for the inverse transformation and discussion regarding results and procedures are presented. Moreover, a case study of a thermally actuated resonator with periodic input signal is investigated and conclusions on the practical design and implementation are demonstrated.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Mathematical Modelling - Volume 43, March 2017, Pages 481-497
نویسندگان
, ,