مطالعه رفتارمکانیکی نانو تیر تحت تحریکنیروی الکترو استاتیک با در نظر گرفتن نیروهای واندروالسو کزیمیر

در این مقاله، پاسخ استاتیکی و دینامیکی یک نانو تیر دو سرگیردار تحت تحریک نیروی الکترو استاتیک و نیروهای بین مولکولی واندروالس 1 و کزیمیر 2 مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. همچنینپاسخ فرکانسی سیستم نیز تحت این تحریکات بررسی می گردد. به دلیل غیر خطی بودن ماهیت نیروهای الکترواستاتیک، واندروالس و کزیمیر، معادلات دیفرانسیل حاکم بر سیستم برای تحلیل استاتیکیسیستم با استفاده از روش خطی سازی گام به گام 3 خطی شده و معادله خطی سازی شده با استفاده از روش باقی مانده وزنی گلرکین گسسته سازی می گردد. برای مطالعه پاسخ دینامیکی از مدل کاهش مرتبه یافته 4 بر اساس تجزیه گلرکین استفاده شده است. در این مدل، ترم های نیروهای غیر خطی با استفاده از روش تکرار (روش رانگ-کوتا) مورد محاسبه قرار می گیرند. با استفاده از این مدل میتوان پاسخ دینامیکی یک نانوتیر را تحت تحریک ولتاژDCدر حضور نیروهای کزیمیر و واندروالس بررسی نمود. نتایج نشان می دهند که نیروی کزیمیر تاثیر بیشتری نسبت به نیروهای واندروالس بر مقدار ولتاژ کش 5 آمدگی دارند. چنان که می توان در محاسبات از اثر آن صرف نظر نمود. همچنین ولتاژ کش آمدگی دینامیکی با در نظر گرفتن نیروهای واندروالس و کزیمیر 92.36 درصد ولتاژ کش آمدگی استاتیکی می باشد. درحالی که این نسبت با چشم پوشی از اثر این نیروها به 91.18 درصد کاهش می یابد.

Keywords:

نانوتیر , کش آمدگی استاتیکی , کش آمدگی دینامیکی , نیروی کزیمیر , نیروی واندروالس