کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8050852 1519370 2018 22 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Dynamic characteristic analysis of an electrostatically-actuated circular nanoplate subject to surface effects
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل دینامیکی نانولوله دایره ای با استفاده از الکترواستاتیکی تحت تاثیر سطح
ترجمه چکیده
این مطالعه اثر نفوذ اثر سطحی بر رفتار غیرخطی یک نانوپلاستیک مدور الکترواستاتیکی را بررسی می کند. نیروی کازیمیر، اثرات سطحی و نیروی الکترواستاتیک شکل گرفته است. در انجام تجزیه و تحلیل، معادله حاکم غیرخطی نانولوله دایره ای با استفاده از یک طرح محاسباتی هیبریدی که ترکیبی از یک تغییر دیفرانسیل و تفاوت های محدود است، حل می شود. این روش برای مدل سازی سیستم های موجود در ادبیات قبلی با استفاده از روش های مختلف، تولید نتایج سازگار استفاده شده است، بنابراین تایید می کند که آن را مناسب برای درمان پدیده اتصال الکترواستاتیکی غیر خطی است. نتایج به دست آمده از روش های عددی نشان داد که رابطه بین ضخامت، شعاع و اندازه شکاف نانولوله دایره ای و ولتاژ کششی آن وابسته به مقیاس است. این مدل رفتار وابسته به اندازه را نشان می دهد و نشان می دهد که اثرات سطحی به طور واضحی بر پاسخ دینامیکی دستگاه های نانو پیمانه دایره ای تاثیر می گذارد. علاوه بر این، تأثیر تنش سطحی بر ولتاژ کششی نانو پلاستیکی دایره ای بیشتر از تأثیر مدول الاستیک است. در نهایت، اثرات ولتاژ اعمال شده، فرکانس تحریک و اثرات سطحی بر رفتار پویای نانوپلاستیک، از طریق استفاده از پرتره فازی مورد بررسی قرار می گیرد. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که روش استفاده ترکیبی در اینجا ارائه شده است یک روش مناسب برای تحلیل رفتار غیرخطی نانولوله های دایره ای است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مکانیک محاسباتی
چکیده انگلیسی
This study investigates the influence of surface effect on the nonlinear behavior of an electrostatically actuated circular nanoplate. The Casimir force, surface effects, and the electrostatic force are modelled. In performing the analysis, the nonlinear governing equation of a circular nanoplate is solved using a hybrid computational scheme combining a differential transformation and finite differences. The method is used to model systems found in previous literature using different methods, producing consistent results, thus verifying that it is suitable for treatment of the nonlinear electrostatic coupling phenomenon. The obtained results from numerical methods demonstrated that the relationship between the thickness, radius, and gap size of a circular nanoplate, and its pull-in voltage, is scale-dependent. The model exhibits size-dependent behavior, showing that surface effects significantly influence the dynamic response of circular nanoplate actuators. Moreover, the influence of surface stress on the pull-in voltage of circular nanoplate is found to be more significant than the influence of surface elastic modulus. Finally, the effects of actuation voltage, excitation frequency, and surface effects on the dynamic behavior of the nanoplate are examined through use of phase portraits. Overall, the results show that the using hybrid method here presented is a suitable technique for analyzing nonlinear behavior characteristic of circular nanoplates.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Mathematical Modelling - Volume 63, November 2018, Pages 18-31
نویسندگان
, , ,