بررسی رفتار استاتیکی تیر اویلر برنولی یک سرگیردار - مرکب سیلیکونی با رویه های پیزوالکتریک و با استفاده از تئوری تنش کوپل با اعمال ولتاژ Pull-in تحت تحریک الکترواستاتیک

در این متن، رفتار غیر خطی استاتیکی میکرو تیر اویلر برنولی یک سر گیردار تحت تحریک نیروی الکترواستاتیک بر - مبنای تئوری تنش کوپل اصلاح شده در محدوده الاستیک به صورت تحلیلی مورد مطالعه قرار می گیرد. تئوری تنش کوپل اصلاح شده یک تئوری غیر کلاسیک پیوسته است که قادر به محاسبه اثرات اندازه در مقیاس کوچک در رفتار مکانیکی ساختارها می باشد. معادلات حاکم، حرکت و شرایط مرزی بر مبنای اصل هامیلتون استخراج می شوند. به دلیل غیر خطی بودن ماهیت نیروهای الکترواستاتیک معادلات دیفرانسیل حاکم بر سیستم برای تحلیل استاتیکی غیر خطی خواهند بود، لذا به این ترتیب عمل متی گتردد کته در حالتت استتاتیکی ابتدا معادلات با استفاده از روش گالرکین گسسته سازی شده و سپس با نوشتن بسط سری تیلور برای نیروی الکترواستاتیک، معتادلات غیر خطی حاکم بر سیستم به معادله جبری تبدیل م ی شوند. همچنین در این مطالعه تاثیر ولتاژ Pull-inو (کش امدگی) بر روی رفتار استاتیکی سیستم مورد مطالعه قترار گرفتته و نتمنا رفتتار ایتن میکروتیر (تیر سیلیکونی مرکب با لایه های پیزوالکتریک با تنش کوپل ) با تیر معمولی سیلیکونی مقایسه شده و تاثیر لایه های پیزو الکتریک با تنش کوپل اصلاح شده بر رفتار غیر خطی سیستم سنجیده می شود. برای عملگر میکرو الکترومکانیکی یک سر گیردار ، در هر دو تئوری کلاسیک و تنش کوپل اصلاح شده با انافه شدن لایه پیزو به سطح تیر ولتاژ Pull-in زیاد می شود . همچنین ولتاژ Pull-in در تئوری تنش کوپل اصلاح شده نسبت به تئوری کلاسیک در هر دو حالت وجود لایه پیزو الکتریک و عدم وجود لایه پیزو الکتریک بیشتر است. و نتایج نشانگر این است که رفتار تیر به صورت علمی به ولتاژ Pull-in بستگی دارد.

Keywords:

تیر اویلر برنولی , تئوری تنش کوپل اصلاح شده , اصل هامیلتون , پیزو الکتریک , ولتاژ Pull- in ( کش آمدگی )