ارتعاشات نوار گرافنی دو‌لایه دارای حرکت محوری با در نظر گرفتن اثر برش بین‌لایه‌ای.

Abstract

ویژگی‌های بی‌نظیر گرافن، زمینه را برای استفاده از این ماده در موارد گوناگون از جمله سیستم‌های دارای حرکت محوری در ابعاد نانو فراهم کرده است. وجود حرکت محوری در سیستم‌ها موجب تغییر رفتار دینامیکی و ارتعاشی آن‌ها می‌گردد. در این پژوهش ارتعاشات یک نوار گرافنی دولایه دارای سرعت محوری ثابت با در نظر گرفتن اثر برش بین‌لایه‌ای و از طریق تئوری غیرموضعی الاستیسیته بررسی شده است. بر مبنای این تئوری تنش در یک نقطه تابعی از کرنش در تمام نقاط جسم است. با توجه به ضخامت بسیار پایین لایه‌های گرافن و طول نوار، هر لایه بر اساس تئوری تیر اویلر‌برنولی مدل شده است. فرض بر این بوده است که جابه‌جایی‌های عرضی و انحنای هر دو لایه با هم برابر بوده و هیچ‌گونه جدایی بین سطوح لایه‌ها هنگام حرکت رخ ندهد. یک مدول برشی برای در نظر گرفتن اثر برش بین‌لایه‌ای ناشی از پیوندهای ضعیف واندروالس در انرژی پتانسیل سیستم وارد شده است. با استفاده از روش همیلتون معادله سیستم به دست آمده و به کمک روش گالرکین حل شده است. نتایجی برای شرایط مرزی یک‌سرگیردار- یک‌سرآزاد به دست آمده و با نتایج سایر مقالات موجود نیز مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج کاملتر برای شرایط مرزی دوسرمفصل به دست آمده و مشاهده می‌شود افزایش سرعت محوری موجب ایجاد ناپایداری‌های دیورژانس و فلاتر در سیستم می‌شود. همچنین تاثیر تغییرات مدول برشی و پارامتر غیرموضعی بر روی سرعت‌‌های بحرانی بررسی شده است.