تحلیل اثر اندازه بر ارتعاشات الکترومکانیکی نانو لوله های تک جداره کوتاه از جنس پیزو الکتریک با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول پوسته استوانه ای

در این مقاله ارتعاشات آزاد یک نانو پوسته استوانه ای کوتاه از جنس ماده پیزوالکتریک براساس تئوری کوپل تنش سازگار و با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول پوسته استوانه ای بررسی و تحلیل می گردد. این مدل جدید دارای تنها یک پارامتر مقیاس طول ماده بوده و قادر است اثرات اندازه مربوط به ساختار نانو لوله ها را در مقیاس نانو لحاظ کند. برای مدلسازی اثرات اندازه در این مقیاس و با توجه به جنس نانو لوله که پیزوالکتریک می باشد از تئوری پیشنهادی و جدید حاج اسفندیاری استفاده می شود. در ادامه با استفاده از اصل همیلتون، معادلات حاکم و شرایط مرزی مربوط به نانو پوسته استوانه ای پیزوالکتریک استخراج می گردد. با استفاده از روش ناویر معادلات حرکت حل خواهند شد و سپس اثرات پارامتر اندازه، ضخامت و طول نانو پوسته بر ارتعاشات آن بررسی می گردد. همچنین در این پژوهش، به بررسی اثر پیزوالکتریک بر ارتعاشات نانولوله پرداخته خواهد شد. مشاهده می شود که فرکانس طبیعی سیستم در مقیاس نانو به شدت وابسته به اندازه پوسته می باشد. افزایش پارامتر اثر اندازه، افزایش ضخامت و ضریب فلکسوالکتریک ماده پیزوالکتریک سبب افزایش فرکانس ارتعاشات می شود. همچنین افزایش طول و قطر نانو پوسته سبب کاهش ارتعاشات خواهد شد. با توجه به اینکه از لحاظ هندسی نانو لوله به شکل استوانه می باشد، انتظار می رود که نتایج مدل پوسته بهتر از نتایج مدل تیر باشند