بررسي اثرات سطحي بر روي ارتعاشات آزاد پيچشي نانوتيرها

در اين مقاله، ارتعاشات آزاد پيچشي نانوتيرها با در نظر گرفتن اثرات سطحي بررسي شده است. بدين منظور، معادله حركت نانوتير با در نظر گرفتن مولفه‌هاي اثرات سطحي با استفاده از اصل هميلتون و بر اساس تئوري الاستيسيته سطحي استخراج شده است. سپس معادلات حركت به ازاي سه شرط مرزي گيردارگيردار، گيردارآزاد و آزادآزاد بصورت تحليلي حل شده و فركانس‌هاي طبيعي و شكل مودهاي نانوتير بدست آمده است. به منظور گزارش نتايج عددي، از نانوتيري با مقطع دايروي و از جنس آلومينيوم و سيليكون استفاده شده است. در ادامه، ميزان تاثيرگذاري مولفه‌هاي اثرات سطحي بر روي فركانس‌هاي پيچشي طبيعي نانوتير به ازاي مقادير مختلف براي طول، شعاع، و شماره مود نانوتير بررسي شده است. هم‌چنين ميزان تاثيرگذاري هر يك از مولفه‌هاي اثرات سطحي بر روي فركانس‌هاي طبيعي بطور جداگانه بررسي شده است. يكي از نتايج مهم اين پژوهش اين است كه تاثيرگذاري مولفه‌هاي اثرات سطحي بر روي ارتعاشات آزاد پيچشي نانوتيرها كاملا متفاوت از آنچه كه براي ارتعاشات آزاد عرضي نانوتيرها گزارش شده است مي‌باشد. نتايج اين پژوهش مي‌تواند در طراحي سيستم‌هاي نانوالكترومكانيكي مانند نانو ياتاقان‌ها و سروو موتورهاي دوار مفيد باشد.