بررسی تغییر مکان استاتیکی وابسته به اندازه نانولوله تحت نیروی الکترواستاتیک با شرایط مرزی مختلف
محورهای موضوعی : نانوعباس زندی باغچه مریم 1 , سید علی موسوی 2
1 - مربی، آموزشکده فنی و حرفه‌ایی سما، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اسلام آباد غرب، اسلام آباد غرب، ایران
2 - گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه امام حسین (ع)، تهران، ایران
کلید واژه: تغییر مکان استاتیکی, نانولوله, اثرات لایه سطحی, نیروی الکترواستاتیک, شرایط مرزی مختلف,
چکیده مقاله :
در مطالعه حاضر، تحلیل تغییر مکان استاتیکی وابسته به اندازه نانولوله تحت نیروی الکترواستاتیک با در نظر گرفتن اثرات لایه سطحی و شرایط مرزی مختلف بررسی شده است. نتایج این بررسی برای چهار شرایط مرزی مختلف، دوسرمفصل، دوسرگیردار، گیردار-مفصل و گیردار- آزاد به‌دست آمده است. همچنین نانولوله تحت میدان مغناطیس، تحریک الکترواستاتیک نیروی مکانیکی و حرارتی است. در این بررسی معادلات حاکم بر حرکت با استفاده از تئوری ارینگن حاصل شده و این معادله با استفاده از روش عددی مانده وزن‌دار محاسبه می‌شود. همچنین سرعت سیال، پارامتر مقیاس طول، میدان مغناطیس، ولتاژ الکترواستاتیک، اثرات لایه سطحی و شرایط مرزی مختلف بر تغییر مکان استاتیکی در این پژوهش بررسی می‌شود. نهایتا صحت نتایج حاصله با مقایسه آن‌ها با نتایج حاصل از روش‌های عددی در پژوهش‌های قبلی مورد بررسی قرار گرفته و مطابقت خوبی بین کار حاضر و مطالعات پیشین دیده شده است. با توجه به نتایج مشخص شد که افزایش مقادیر مختلف اثرات لایه سطحی موجب افزایش سفتی سیستم می‌گردد و با افزایش سرعت سیال تغییر مکان استاتیکی افزایش می‌یابد. از سویی دیگر مشاهده گردید که افزایش پارامتر مقیاس طول موجب افزایش تغییر مکان استاتیکی و کاهش سفتی سیستم می‌شود.
In present study, size- dependent static displacement analysis of nanotube under electrostatic force with considering the surface effects and different boundary conditions is investigated. The results of this analysis are obtained for four different boundary conditions, namely pinned-pinned, fixed- fixed, fixed- pinned and fixed- free. Also, the nanotube is subjected to magnetic field, electrostatic actuation, mechanical and thermal force. In the investigation, the governing equation of motion are achieved using the Eringen's theory and this equation is calculated by using the weighted residual method. Also, velocity of fluid, length scale parameter, magnetic field, electrostatically voltage, effect of surface layer and different boundary conditions on the static displacements has been studied. Finally, the validity of the results by comparing them with the results of the numerical methods in previous research is investigated, in which there is very good agreement between the results of the present work and previous studies. It is obvious that the structural stiffness is increased with increases in the effect of surface layer and the static displacements increase with the increases of the velocity of fluid. In addition, it is shown that the stiffness of nanotube and the dimensionless static displacements, respectively, is decreased and increased with increases in the length scale parameter.
_||_
