کمانش الکتروترمومکانیکی نانوتیر پیزوالکتریک با استفاده از تئوری های الاستیسیته گرادیان کرنشی و تیر ردی

Abstract

در این مقاله کمانش عرضی یک نانوتیر پیزوالکتریک واقع در محیط الاستیک با استفاده از تئوری تیر ردی مورد بررسی قرار گرفته است. نانوتیر در راستای ضخامت قطبی شده و تحت یک ولتاژ خارجی و اختلاف دما قرار دارد. برای مدل کردن بستر الاستیک از مدل پاسترناک و برای بررسی اثرات مقیاس کوچک از تئوری الاستیسیته گرادیان کرنشی استفاده شده است. ابتدا به بررسی روابط کرنش-تغییر مکان پرداخته شده، سپس با استفاده از روش انرژی و اصل همیلتون معادلات تعادل بدست آمده‌اند. برای حل این دستگاه معادلات و بدست آوردن بار کمانش بحرانی از روش تحلیلی استفاده شده است. در نهایت اثرات تغییرات دما، مود های کمانش، ولتاژ اعمال شده، پارامترهای مقیاس کوچک و محیط الاستیک بر نسبت بار کمانش بحرانی، نسبت دمای بحرانی و نسبت ولتاژ بحرانی نشان داده شده است. هم‌چنین مقایسه‌ای میان دو تئوری الاستیسیته گرادیان کرنشی و تنش کوپل اصلاح شده صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهند با افزایش ولتاژ اعمال شده، نسبت بار کمانش بحرانی نیز افزایش و نسبت دمای بحرانی کاهش می‌یابد.