ارتعاشات آزاد وابسته به اندازه نانوپوسته فلکسوالکتریک همسانگرد

امروزه مواد هوشمند همانند مواد پیزوالکتریک، کاربرد وسیعی در زندگی روزمره پیدا نموده اند. با توجه به خصیت این مواد که تولید ولتو در اثر اعمال بار مکانیکی می باشد، محققان به فکر استفاده از این مواد به عنوان یکی از منابع تولید انرژی پاک می باشند، همین امر باعث شده است تا کاربرد این مواد افزایش یاید. مواد پیزوالکتریک در مواد خاصی با عدم تقارن مرکزی اتمی وجود دارند، این امر باعث محدود شدن این مواد می گردد. از طرفی با پیشرفت علوم میکرو و نانو در دهه اخیر از مواد پیزوالکتریک در این مقیاسها استفاده زیادی میشود. در مقیاس میکرو و نانو ثابت شده است که در اثر اعمال بار مکانیکی، گرادیان کرنش وجود دارد و با توجه به آن، محققان نشان دادند که تمام مواد در این مقیاس می توانند اثری همانند پیزوالکتریک داشته باشند؛ به این اثر فلکسوالکتریک می گویند. در این پژوهش، ارتعاشات یک نانو پوسته استوانه ای فلکسوالکتریک مورد مطالعه قرار گرفته است. با محاسبه آنتالپی الکتریکی اصلاح شده برای خاصیت فلکسوالکتریک با توجه به تئوری غیر کلاسیک وابسته به اندازه و با استفاده از اصل همیلتون، معادلات حاکم بدست آمده است. با استفاده از روش حل ناویر برای شرایط تکیه گاهی دو سر ساده، فرکانس ارتعاشات محاسبه گردیده است و سپس به بررسی تاثیر اثر اندازه بر ارتعاشات نانولوله پرداخته شده است. از نتایج مشخص است که تئوری گرادیان کرنش اصلاح شده مورد استفاده در این پژوهش، به دلیل استفاده از سه ضریب اثر اندازه، فرکانس طبیعی بزرگتری نسبت به تئوری کلاسیک و تنش کوپل پیش بینی می نماید.

کلیدواژه ها:

تئوری مکانیک محیط پیوسته غیر کلاسیک ، فلکسوالکتریسیته ، ارتعاشات آزاد ، اثر اندازه ، اثر الکترومکانیک