سایت مرجع دانلود پایان نامه -پشتیبانی 09361998026

پایان نامه تحلیل غیر خطی دینامیکی و ارتعاشی نانولوله کربنی در سیستم نانوالکترومکانیک‌ سوییچ

ارسال شده در سایت پایان نامه

دانشگاه کاشان

دانشکده مهندسی مکانیک

گروه مکانیک جامدات

پایان نامه جهت اخذ مدرک کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی)

عنوان:

تحلیل غیر خطی دینامیکی و ارتعاشی نانولوله کربنی در سیستم نانوالکترومکانیک‌سوییچ با استفاده از تئوری غیر‌محلی الاستیسیته

استاد راهنما:

پروفسور علی قربان پورآرانی

 

چکیده:

سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی به خاطر ویژگی‌های متمایز و مشخصه‌های منحصر به‌فرد، عمدتاً در دو حوزه حسگرها و عمگرها، در علوم مختلف همچون مکانیک، هوافضا و پزشکی موردتوجه قرارگرفته‌اند. تحریک الکترواستاتیک یکی از ساده‌ترین و پرکاربردترین روش‌های تحریک و راه‌ اندازی این سیستم‌ها بوده که منجر به وقوع ناپایداری در آن‌ها می‌گردد.

پیش‌بینی رفتار استاتیکی و دینامیکی سیستم‌های الکترومکانیکی در ابعاد نانو با تئوری‌های کلاسیک، با خطا همراه بوده ‌است. به همین منظور در تحقیق حاضر، تحریک الکترواستاتیکی نانوسوییچ‌ها و نانوحسگرهای کربنی با استفاده از تئوری تنش غیرمحلی بررسی می‌شود. ابتدا معادلات غیرخطی و شرایط مرزی طبیعی حاکم بر مساله با تئوری غیرموضعی بازنویسی شده و جابجایی نانوتیر به دو قسمت استاتیکی و دینامیکی تقسیم می‌گردد. حل معادله استاتیکی انجام شده، و سپس با حل مسأله مقدار ویژه معادله دینامیکی، فرکانس طبیعی و شکل مود ‌نرمالی استخراج می‌‌شود که تابع ولتاژ استاتیکی اولیه و پارامتر غیرموضعی است، تا بتواند در روش تقریبی گالرکین برای حل معادلات و تعیین هرچه دقیق‌تر ولتاژ و زمان ناپایداری دینامیکی نانوسوییچ استفاده گردد. در تحلیل ارتعاشی با معرفی مدل جدید نانوحسگرکربنی در حضور نانو ذره محرک کارایی آن امتحان می‌شود. همچنین ناپایداری کششی غیرمحلی و غیرخطی نانوسوییچ نیترید-بور با تئوری پیزو الاستسیته غیرمحلی بررسی می‌گردد. در نهایت نتایج بدست آمده از تحلیل نمودارهای استاتیکی و دینامیکی و ارتعاشی نشان ‌می‌دهد اثر غیرموضعی رفتار نانوسوییچ الکترومکانیکی را به ویژه در حوزه کمیت‌های ناپایداری تحت تأثیر قرار می‌دهد.

فهرست مطالب:

1-فصل اول : مقدمه……………………………….. 1

1-1-سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی………………………………. 1

1-1-1-  سوییچ‌های الکترواستاتیک…………………………………. 5

1-1-1-1-مزایا و معایب میکرو و نانوسوییچ‌ها……………………………….6

1-1-2-سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی در شناسایی ذره‌ خارجی…………..9

1-1-3-  تئوری‌های کلاسیک و غیر موضعی………………………………… 10

1-1-4-فصل‌بندی پژوهش…………………………………. 11

1-2-مفاهیم پایه و اصلی……………………………….13

1-2-1-تحریک الکترواستاتیک در میدان الکتریکی……………………………….13

1-2-2-نیروی بین ملکولی واندروالس ……………………………….16

1-2-2-1-مقدمه………………………………. 16

1-2-2-2-تعامل نیروی واندروالس و الکترواستاتیک در نانوسوییچ………….. 17

1-2-3-تئوری تنش غیرمحلی…………………………………18

1-2-4-حسگر جرمی………………………………… 20

1-3-مروری بر ادبیات و تاریخچه موضوع تحقیق ……………………………….22

1-3-1-مروری بر تاریخچه مدلسازی و طراحی میکرو/نانوسوییچ‌های کربنی………..22

1-3-2- مروری بر روش‌های حل عددی و تحلیلی میکرو/نانو تیرهای تحریک‌شده با میدان الکتریکی……..25

1-3-3-پیشرفت‌های انجام شده در زمینه سنسورها…………………… 29

1-3-4-اهداف پژوهش و سازماندهی………………………………… 32

2-فصل دوم : مدلسازی مسأله……………………………….. 34

2-1-استخراج معادله حاکم بر مسأله……………………………….34

2-2-استخراج شرایط مرزی ………………………………. 38

2-2-1-سوییچ یکسرگیردار………………………………. 38

2-3-  بی‌بعد‌سازی معادلات………………………………… 40

2-4-بسط تیلورنیروهای غیر خطی………………………………. 41

2-5-حل خطی مسأله……………………………….. 41

2-6-تاثیر ولتاژ روی فرکانس طبیعی تیر………………………………. 43

3-فصل سوم : تحلیل استاتیکی و دینامیکی سیستم……………….. 46

3-1-تحلیل استاتیکی……………………………….46

3-1-1-روش حل معادلات مقدار مرزی در متلب ………………………………. 47

3-1-2-نتایج و نمودارهای تحلیل استاتیک ………………………………. 48

3-2-تحلیل دینامیکی……………………………….59

3-2-1-  مقدمه……………………………….. 59

3-2-2-استخراج معادله خطی و همگن برای ارتعاش آزاد………………… 60

3-2-3-حل ارتعاش آزاد مسأله……………………………….. 62

3-2-3-1-شرایط مرزی طبیعی در ……………………………….64

3-2-4-روش گالرکین، و حذف وابستگی به مکان در مسئله ……………… 66

3-2-5-حل عددی معادله دیفرانسیل غیرخطی وابسته به زمان…………. 68

3-2-6-نمودار ها و نتایج تحلیل دینامیک………………………………. 69

4-فصل چهارم : بررسی ناپایداری سیستم با حضور ذره جرمی محرک……..77

4-1-مقدمه………………………………. 77

4-1-1-ارتعاش سازه‌ها تحت بار یا ذره محرک. …………..77

4-1-2-نانو ذره محرک در سیستم‌های نانو الکترومکانیک……………..78

4-2-فرضیات لازم جهت مدلسازی مسأله ……………….. 79

4-3-فرموله کردن مسأله……………………………….80

4-3-1-معرفی پارامترهای بدون بعد ذره………………………………. 82

4-4-نتایج عددی و بحث‌ها………………………………. 83

5-فصل پنجم : ناپایداری استاتیکی غیرخطی غیرمحلی نانوسوییچ ‌نیترید-بور…….. 88

5-1- مقدمه……………………………….. 88

5-2-نانوسوییچ نیترید-بور………………………………. 89

5-3-مدلسازی نانوسوییچ ………………………………. 90

5-3-1-راوابط کرنش-جابجایی………………………………… 90

5-3-2-مواد پیزوالکتریک…………………………………. 90

5-3-3-  نیروی‌های خارجی………………………………… 91

5-3-4-تئوری پیزوالاستسیته غیرمحلی………………………………… 92

5-4-معادلات حاکم………………………………. 92

5-5-روش حل و نتایج عددی……………………………….95

5-5-1-روش مربع‌سازی دیفرانسیلی………………………………… 95

5-5-2-نتایج عددی و بحث‌ها ……………………………….97

6-فصل ششم : نتیجه‌گیری و پیشنهادها………………………………. 101

6-1-نتیجه‌گیری………………………………. 101

6-1-1-لزوم تحلیل و سازماندهی پژوهش………………………………. 101

6-1-2-نتایج تحلیل و بررسی پژوهش………………………………. 102

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

دانلود پایان نامه طراحی الگویی برای تقلبات مالی در صنعت بانکداری (مورد مطالعاتی: کشف جرایم پولشویی د...
پایان نامه کارشناسی ارشد:نقش ارتباط بین گذشت و وفاداری کارکنان با میزان وفاداری مشتریان
پایان نامه ارشد توصیف رابطه ابعاد هوش اخلاقی با عملکرد تحصیلی در بین دانش آموزان
پایان نامه تعیین رابطه بین رضایتمندی مشتریان و وفاداری به برند
پایان نامه ارشد مقایسه مديريت زمان از نظر جنس،تحصيلات و وضعيت پايگاه اقتصادي و اجتماعي در نوجوانان و...