مطالعه تطبیقی تاثیر ترک بر فرکانسهای طبیعی نانو تیرها به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی و روش اجزا محدود

هدف این پژوهش بررسی تاثیر ترک بر فرکانسهای طبیعی نانو تیر فلزی تک کریستال آهن با ساختار کریستالی BCC میباشد. بهمنظور نیل به این هدف ترکهای مرزی با موقعیت و عمق متفاوت بر روی نانو تیر تک کریستال آهن با اندازه ۲.۸۶ × ۵.۷۳ × ۲۸.۶ ۳ توسط روش دینامیک مولکولی شبیه سازی شده است و همچنین شرایط مرزی دو سرگیردار را برای تیرها در نظر گرفته ایم. به منظور محاسبه نیروهای بین اتمی پتانسیل مستغرق اتمی EAM انتخاب شده است. برای جابجایی اولیه، منطقه وسط نانوتیر ها را در دو شبیه سازی جداگانه در جهت های x و y تحریک کرده ایم. فرکانس های طبیعی بر اساس تاریخچه زمانی جابجایی اتم های پوسته بیرونی نانوتیر با اعمال FFT استخراج شده است. همچنین به کمک آنالیز FFT برروی تاریخچه زمانی جابجایی همهی اتمهای پوسته بیرونی نانوتیر، شکل مود های نانوتیر به منظور مقایسه با شکل مودهای استخراج شده از اجزا محدود بدست آورده ایم. طبق مطالعه انجام شده داده های روش دینامیک مولکولی و شبیه سازی اجزا محدود برای نانوتیرهای ترکدار به طور قابل توجه ای با هم موافق هستند.همچنین فرکانسهای مختلف در ساختار به علت وجود ترک، نسبت به حالت بدون ترک کاهش تا حدود ۲۵ را از خود نشان میدهند.

کلیدواژه ها:

نانو تیر ، دینامیک مولکولی ، ارتعاشات آزاد ، ترک