بررسی فرکانس های طبیعی انواع مختلف میکروتیرهای FGM

در حال حاضر فناوری MEMS در فهرست فناوری های نو و رو به توسعه جهان شناخته می شود که به یک مجموعهمیکروحسگرها و میکروکاراندازها اطلاق می شود که فضای طراحی و کاربرد را بسط می دهد و می تواند با استفاده از یکجریان کنترلی ریز در مقابل تغییرات درونی محیط واکنش نشان دهد. در این مقاله، فرکانس های طبیعی یک میکروتیرFGM یکسرگیردار و ناپایداری پولین آن در مقابل ولتاژ DC اعمالی برای انواع مختلف میکروتیرهای FGM مورد مطالعه قرار گرفت. چنین فرض شد که سطح بالایی از فلز خالص و سطح زیرین آن، مخلوطی از فلز و سرامیک باشد. درصدسرامیک سطح پایینی از 0 ٪ تا 100 ٪ متغیر می باشد. همراه با قانون کسر حجمی ماده، تابع نمایی برای ارایه تغییراتپیوسته خواص مواد در راستای ضخامت میکروتیر بکار برده شد. با توجه به درصد سرامیک سطح پایینی، پنج نوع مختلفمیکروتیرهای FGM مورد بررسی قرار گرفت. معادله غیر خطی انتگرو دیفرانسیلی ترموالکترو مکانیکی بر مبنای تیوری تیرهای اولر- برنولی بدست آمد. معادله حاکم در حالت استاتیکی با استفاده از روش خطی سازی گام به گام و روش تفاضلمحدود حل شد. با افزایش درصد جزء سرامیک، مقدار فرکانس طبیعی برای یک ولتاژ اعمالی به علت افزایش سختی معادلمیکروتیر، افزایش یافت. بعلاوه نشان داده شد که مقدار فرکانس طبیعی با افزایش ولتاژ DC اعمالی کاهش می یابد تا اینکه فرکانس طبیعی میکروتیر صفر می شود و پدیده پولین استاتیک رخ می دهد.

Keywords:

, MEMS , فرکانس طبیعی , میکروتیر یکسر گیردار FGM , فشار الکترواستاتیک , ولتاژ پولین , ناپایداری مکانیکی