بررسی تاثیر مولفه های اثرات سطحی بر روی ارتعاشات عرضی نانوتیرهای ضخیم

در این مقاله، ارتعاشات آزاد عرضی نانوتیرهای ضخیم با در نظر گرفتن تاثیر اثرات سطحی بررسی شده است. بدین منظور، معادله حرکت نانوتیر با در نظر گرفتن مولفه های اثرات سطحی که شامل مدول الاستیسیته سطحی، چگالی سطحی و تنش سطحی می باشد بر اساس تیوری تیر ردیو با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده و روابط شرایط مرزی نیزبدست آمده است. سپس معادلات حرکت به ازای شرط مرزی گیردار-آزاد بصورت عددی با استفاده از روش مربعات دیفرانسیل هارمونیک حل شده وفرکانس های طبیعی استخراج شده است. دلیل انتخاب شرط مرزیگیردار-آزاد، کاربرد فراوان این نوع شرط مرزی در نانو عملگرها و نانوسوییچ ها می باشد. به منظور گزارش نتایج عددی، از نانوتیری با مقطع مستطیلی و از جنس آلومینیوم استفاده شده است. در این پژوهش، تاثیر اثرات سطحی بر روی فرکانس های طبیعی نانوتیرها با تمرکز بر دو عاملطول نانوتیر و شماره فرکانس بررسی شده است. نتایج عددی نشانمی دهد که تاثیر اثرات سطحی به طول و شماره فرکانس وابسته می باشد. نتایج این پژوهش از این جنبه که هنوز ضریب تصحیح برش برای نانوتیرهایی که بر اساس تیوری تیر تیموشنکو مدل می شوند گزارش نشدهاست می تواند ارزشمند باشد و هم چنین این نتایج می تواند در طراحیدقیق تر سیستم های نانوالکترومکانیکی مانند نانو سوییچ ها و نانو عملگرها مفید باشد