ارتعاشات غیرمحلی نانوتیر محاط شده در بستر ویسکوالاستیک-پاسترناک با حرکات طولی و چرخشی با درنظرگیری اثرات سطحی

Abstract

در این پژوهش، ارتعاشات وابسته به‌اندازه تیرهای نانومقیاس که به‌صورت هم‌زمان دارای حرکات طولی و چرخشی هستند، براساس تئوری غیرمحلی ارینگن تحلیل شده است. همچنین، برای اولین بار، یک مطالعه پارامتریک برای توضیح اثرات سطحی، مشخصات بسترهای ویسکوالاستیک-پاسترناک، ویژگی‌های هندسی، بارهای حرارتی، سطح مقطع‌های متقارن و نامتقارن، نیروهای محوری و پیرو بر دینامیک و پایداری سیستم بررسی شده است. ابتدا معادلات دینامیکی سیستم با به‌کارگیری اصل همیلتون استخراج می‌شوند. سپس با کمک روش گسسته‌سازی گالرکین، فرکانس‌های طبیعی سیستم تعیین می‌شوند. برای اطمینان از صحت مدل و روش حل ارائه‌شده، نتایج پژوهش حاضر با نتایج مقالات منتشرشده مقایسه و اعتبارسنجی شدند. نقشه‌های پایداری و دیاگرام کمپل به ازای شرایط مختلف کاری رسم شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش مدول الاستیسیته و تنش پسماند سطحی، فرکانس‌های ارتعاشاتی و آستانه ناپایداری دینامیکی سیستم افزایش می‌یابند. همچنین، با افزایش ضخامت/طول سیستم، سرعت محوری ناپایداری استاتیکی کاهش/افزایش می‌یابد. ضمناً، مشاهده شده است که برعکس اثرات غیرمحلیت، با افزایش ضرایب الاستیک و برشی بستر عملکرد سیستم بهبود می‌یابد. نتایج تحقیق حاضر کمک قابل‌توجهی به طراحان و مهندسان در کنترل ارتعاشات نانوسازه‌های بایژیروسکوپیک خواهند کرد.