مدل‌سازی سه‌بعدی فرآیند منیپولیشن نانوذره طلا در محیط هوا با استفاده از مدل اصطکاکی اِچ‌کا
چکیده
امروزه میکروسکوپ نیروی اتمی، در ساخت تجهیزات میکرو/نانو به‌طور گسترده‌ای مورد توجه محققین قرار گرفته است. برای این منظور استخراج معادلات جابه‌جایی و منیپولیشن میکرو/نانوذرات امری ضروری است. اگر چه نیروهای سطحی مانند اصطکاک و چسبندگی در مقیاس ماکرو قابل چشم‌پوشی هستند، افزایش نسبت سطح به حجم در مقیاس میکرو/نانو، آن‌ها را بسیار مهم می‌کند. از مدل‌های مختلف اصطکاکی جهت جابه‌جایی دوبعدی در کارهای گذشته استفاده شده است. در این مقاله به استفاده از مدل اصطکاکی اِچ‌کا در مدل‌سازی و شبیه‌سازی دینامیک سه‌بعدی نانوجابه‌جایی جهت نزدیک‌تر شدن هرچه بیشتر نتایج مدل‌سازی به نتایج حاصل از نانوجابه‌جایی واقعی پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا مدل‌های مهم اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته و جهت کاربرد در مقیاس میکرو/نانو توسعه یافته‌اند. سپس معادلات سه‌بعدی جابه‌جایی تشریح شده و ماتریس ضرایب سختی تیرک استخراج شده است و تمامی این معادلات جهت محاسبه‌ی نیرو و زمان بحرانی جابه‌جایی ترکیب شده‌اند. در انتها با شبیه‌سازی معادلات به‌دست‌آمده، مقادیر نیرو و زمان بحرانی جابه‌جایی سه‌بعدی برای ذره طلا با استفاده از مدل اصطکاکی اِچ‌کا محاسبه شده است. نتایج به‌دست‌آمده بیانگر شروع به حرکت غلتشی ذره مورد بررسی حول محور x قبل از غلتش حول محور y و همچنین لغزش در راستای محور y قبل از لغزش در راستی محور x می‌باشد.
کلید واژگان
مدل اصطکاکی اِچکانانوذره طلا
جابه‌جایی سه‌بعدی
میکروسکوپ نیروی اتمی
شماره نشریه
10تاریخ نشر
2017-01-011395-10-12
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
استادیار مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سراسری اراکشاپا
1027-59402476-6909
