مدل كلي تير دولايه بر‌اساس تئوري گراديان كرنش و الاستيسيته سطح: كاربرد در نانوسوئيچ

در اين مقاله با به‌كار گيري كلي ترين حالت تئوري گراديان كرنش همراه با تئوري الاستيسيته سطحي يك مدل دو لايه براي شبيه‌سازي اثرات هم‌زمان وابستگي به‌اندازه و لايه سطحي ارائه ‌شده است. اصل هميلتون براي بررسي معادله حاكم غيرخطي حركت و شرايط مرزي مربوطه به‌كار رفته است. هندسه غيرخطي تير در مدل پيشنهادي با استفاده از تانسور كرنش ون كارمن گنجانده‌ شده است. از مدل كلي ارائه ‌شده در حالت ‌خاص با توجه به مقادير خاص پارامترهاي ماده مي‌توان مدل‌هاي ساده گراديان كرنش را استخراج نمود. به عنوان يك مطالعه موردي، نقطه ناپايداري پولين يك سوئيچ ساخته شده از نانو-سيم مورد مطالعه قرارگرفته است. براي حل معادلات ديفرانسيل غيرخطي و تعيين نقطه ناپايداري سوئيچ، روش عددي بكار گرفته شده است. به منظور تاييد مدل ارائه شده، نتايج حاصل از روش حل عددي حالت خاص با نتايج پژوهش‌هاي موجود مقايسه شده‌اند. اثرات پارامترهاي مختلف ازجمله وابستگي به ريزساختار، لايه سطحي، نيروي كازيمير و نيروي ون در والس بر پارامترهاي پايداري نشان داده‌ شده است.