تحلیل ارتعاشات پانل نانوکامپوزیتی پلیمری تحت میدانهای الکتریکی و مغناطیسی واقع بر بستر الاستیک

در این تحقیق ارتعاشات یک میکروپانل نازک کامپوزیتی پلیمری هوشمند تقویت شده با نانولوله های تک جداره نیترید بور و ماده زمینه ی پلی و ینیلیدن فلوراید (PVDF)، واقع بر بستر الاستیک مورد بررسی قرار گرفته است . با استفاده از روش میکرومکانیک، معادلات ساختاری نانوکامپوزیت برای یک المان حجمی نمونه به دست آمده و با در نظر گرفتن میدان الکتریکی یک جهت و تنش صفحه ای در راستای این میدان، روابط تنش-کرنش که شامل عبارت های مکانیکی و الکتریکی می باشد، برای میکرولوله ها حاصل شده است. میکروپانل به عنوان پوسته جدارنازک فرض شده و از تئوری غیرخطی دانل برای روابط کرنش جابه جایی و برای به دست آوردن معادلات حرکت از روش حداقل انرژی (اصل همیلتون) استفاده گردیده که در آن کار خارجی ناشی از نیروها ی اعمالی از طرف محیط الاستیک و همچنین نیروی ناشی از میدان مغناطیسی می باشد. با توجه به اینکه این تحقیق در مقیاس کوچک (میکرو) انجام می پذیرد از تئوری های گرادیان کرنش، تنش کوپله اصلاح شده و کلاسیک برای در نظر گرفتن اثر مقیاس کوچک در معادلات استفاده شده است. درنهایت، اثر عوامل مختلفی چون نسبت ابعاد، زاویه ی قطاع پانل و درصد حجمی نانولوله بر روی فرکانس طبیعی پانل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سختی پانل با افزایش نسبت L/R (L طول و R شعاع پانل می باشد) و کاهش درصد حجمی نانولوله ها ، کاهش یافته و فرکانس کمتری به دست می - آید. حداکثر فرکانس در قطاع کامل استوانه ای رخ می دهد که در L/R کم، نتیجه عکس می شود و کاهش زاویه قطاع پانل باعث افزایش فرکانس می شود.

Keywords:

میکروپانل نازک نانوکامپوزیت پلیمری , نانولوله تک جداره نیتریدبور , ارتعاشات , روم میکرومکانیک , تئوری گرادیان کرنش