دستاورد جدید محققان کشور

موفقت محققان کشور در ارائه مدلی برای بررسی رفتار نانو میکرو تیرها در برابر حرارت

پژوهشگران دانشگاه شیراز با مطالعه‌ اثر حرارت بر رفتار نانو/میکرو تیرها علاوه ‌بر تصحیح ناسازگاری‌های معادلات حاکم موفق به ارائه مدلی برای بررسی رفتار بعد از کمانش این تیرها ارائه دهند.

کد خبر: ۳۲۶۳۱۹

پنجشنبه - ۲۹ خرداد ۱۳۹۳ / June 19, 2014

به گزارش گره علمی «خبرگزاری دانشجو»، برای سنجش حرکات در ابعاد کوچک یا اعمال نیرو در این سطوح، به استفاده از حسگرها و عملگرهای میکرو/نانو نیاز است. این ساختارهای کوچک از سطوح آزمایشی تا صنایع عظیم الکترونیکی، مکانیکی و شیمیایی کاربرد دارند و در بازارهای تجاری از آنها استفاده می‌شود.

میکرو/نانو تیرها تحت تأثیر محیط حرارتی تغییر ساختار پیدا می‌کنند و ممکن است به حالت بحرانی کمانش برسند. چنانچه اثر حرارتی افزایش یابد، تیرها وارد مرحله بعد از کمانش می‌شوند که در عملکرد وسایل ساخته شده از تیرها اهمیت زیادی دارد.

برای تحلیل رفتارهای میکرو/نانو ساختارها، تئوری‌های متعددی ارائه شده است تا با در نظر گرفتن اثرات مقیاس کوچک آنها، رفتار واقعی‌شان را پیش بینی کنند. در این راستا محققان دانشگاهه شیراز در مطالعات خود سعی کردند تا تئوری بهبود یافته تغییرات کرنش برای مدل‌سازی رفتار غیرخطی بعد از کمانش میکرو/نانو تیرها استفاده و ضمن مدل‌سازی دقیق، رفتار میکرو/نانو تیر تحلیل و بررسی کنند.

این پژوهشگران برای این منظور ابتدا مدل غیرخطی بر اساس تئوری کرنش اصلاح شده  استفاده کردند تا بتوانند اثرات ابعاد کوچک را مورد مطالعه قرار دهند. در این مرحله برخی از ناسازگاری‌های معادلات حاکم که در تحقیقات مشابه دیده می‌شد، با دقت بازنگری و تصحیح شده ‌است. سپس حل تحلیلی رفتار بعد از کمانش برای شرایط مرزی مختلف ارائه دادند و ضمن تأیید صحت نتایج، معنای هر کدام از آنها را توضیح دادند.

نتایج به‌دست آمده از بررسی‌های تأثیر ضریب مقیاس کوچک میکرو/نانو ساختارها بر نیروهای بعد از کمانش، مشخص می‌کند که ضرایب مقیاس کوچک، نیروی بحرانی و رفتار بعد از کمانش را تغییر می‌دهند.

با توجه به پاسخ تحلیلی ارائه شده برای این سیستم، سرعت و دقت نتایج افزایش یافته است. نتایج تحقیقات حاضر می‌تواند به عنوان مرجعی مطمئن برای مقایسه‌ نتایج استفاده شود. همچنین با ارائه‌ جواب تحلیلی حتی بعد از کمانش، هزینه‌ شبیه‌سازی کاهش یافته و می‌توان با دقت بالاتری عملکرد میکرو/نانو تیرها را نشان داد. با ارائه جواب تحلیلی، هزینه‌های شبیه‌سازی کاهش یافته و می‌توان با دقت بالاتری عملکرد میکرو/نانو تیرها را نشان داد.