تحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی میکروورق ویسکوالاستیک نانوکامپوزیتی تحت میدان الکتروستاتیک

Abstract

در این مقاله، ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی یک میکروورق ویسکوالاستیک کامپوزیتی تقویت شده با نانو تیوب کربن مورد بررسی قرار گرفته است. میکرو‌ورق مورد بررسی، یک میکرو ورق مربعی تحت میدان الکتروستاتیک بوده و شرایط مرزی آن در چهار لبه، تکیه‌گاه ساده، غیرقابل حرکت، درنظر گرفته شده است. به‌منظور استخراج خواص مکانیکی مواد، از روش اشلبی- موری- تاناکا استفاده شده است. معادلات حرکت غیرخطی میکرو‌ورق با استفاده از روش نیوتن و تئوری وون-کارمن استخراج شده و با به‌کارگیری ترکیبی از روش گالرکین و تئوری مقیاس‌های چندگانه این معادله‌ها حل شده‌اند. در این مقاله نشان داده شده است که استفاده از میکرو‌ورق نانو کامپوزیتی موجب افزایش فرکانس طبیعی و دامنه‌ی ارتعاش میکرو‌ورق می‌شود. اما به‌واسطه‌ی میرایی بالای مواد ویسکوالاستیک، رفتار دینامیکی و ارتعاشی آن به شدت محدود می‌شود. علاوه‌بر بالا بودن ضریب میرایی ویسکوالاستیک، خاصیت میرایی در این مواد به ازای افزایش ولتاژ الکتروستاتیک نیز متغیر است که امری نامطلوب به‌شمار می‌رود. همچنین به ازای درصدهای مختلف نانوتیوب کربن در میکروورق ویسکوالاستیک، رفتار غیرخطی ورق کاملاً متفاوت بوده است و می‌تواند به ازای یک مقدار مشخص ولتاژ، رفتاری سخت‌شونده و یا نرم‌شونده داشته باشد که این موضوع، می‌بایست در طراحی میکرو ادوات و به‌ویژه میکرو‌رزوناتورها مورد توجه قرار گیرد.