طراحی و شبیه سازی نانوحسگر شتاب سنج چندگانه پیزوالکتریک مقاومتی- خازنی
عنوان مقاله: طراحی و شبیه سازی نانوحسگر شتاب سنج چندگانه پیزوالکتریک مقاومتی- خازنی
شناسه ملی مقاله: JR_MEASEJT-15-4_005
منتشر شده در شماره 4 دوره 15 فصل در سال 1398
شناسه ملی مقاله: JR_MEASEJT-15-4_005
منتشر شده در شماره 4 دوره 15 فصل در سال 1398
مشخصات نویسندگان مقاله:
احمد مامندی - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پرند،پرند، ایران
معصومه اسدی - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پرند،پرند، ایران
خلاصه مقاله:
احمد مامندی - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پرند،پرند، ایران
معصومه اسدی - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پرند،پرند، ایران
در این مقاله، طراحی و شبیه سازی ریاضی یک نانوحسگر شتاب سنج ترکیبی پیزوالکتریک خازنی- مقاومتی با استفاده از نرم افزار مالتی فیزیک Comsol مورد بررسی قرار گرفته است. معادله حاکم بر جابهجایی عرضی حسگر با فرض تیر اولر- برنولی یکسر گیردار یکسر آزاد با در نظر گرفتن نیروهای الکترواستاتیک و واندروالس- کازیمیر ارائه شده است. اثر در نظر گرفتن لایه پیزوالکتریک، پیزومقاومت و صفحه خازنی در رفتار خمشی نانوحسگر با اعمال خواص فیزیکی لایه ها به کمک واسط های ریاضی در محیط نرم افزار Comsol شبیه سازیشده و سپس تحلیل شده است. تحلیل نتایج شامل محاسبه مقدار تغییرات مقاومت /RR∆،تغییرات پتانسیل الکتریکی V/V∆ لایه پیزوالکتریک و تغییرات ظرفیت خازنی C/C∆برحسب شتاب، توزیع تنش فون مایزز بهازای شتاب های مختلف و مقایسه بیشینه مقدار تنش با تنش تسلیم حسگر، توزیع خیز بر اساس شتاب واردشده به نانوحسگر، تحلیل خستگی و تعیین شکل مودها و فرکانس های طبیعی حسگر برای حصول اطمینان از کارکرد آن ارائه شده اند. همچنین، تاثیر تغییر پارامترهای مختلف شامل شتاب اعمالی نانو g و تغییر ماده پیزومقاومت بر رفتار حسگر بررسی شده است. از نتایج به دست آمده مشاهده می گردد که نانوحسگر از نظر حساسیت اندازه گیری، سطح تنشی و عمر خستگی بهطور مناسبی طراحی شده است
کلمات کلیدی: نانوحسگر شتاب سنج, نانوتیر یکسر گیردار, نانوحسگر پیزوالکتریک خازنی- مقاومتی, تحلیل المان محدود, نرم افزار Comsol, تحلیل خستگی
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1011053/