آنالیز عددی و تجربی ارتعاشات میکروتیر وی شکل میکروسکوپ نیروی اتمی با در نظر گرفتن نانو الیاف پلیوینیل الکل بهعنوان نمونه
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران
2 نویسنده مسئول: استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران
doi
چکیده
در این تحقیق، رفتار ارتعاشی میکروتیر وی شکل میکروسکوپ نیروی اتمی با در نظر گرفتن نانوالیاف پلیوینیل الکل با داربستها و غلظتهای مختلف بهعنوان نمونه نرم بررسی شده است. با توجه به اهمیت نانوفیبرهای پلیوینیل الکل و کاربرد آنها در علوم پزشکی و صنعت، انجام تحقیقی مستقل در مورد رفتار مکانیکی و ارتعاشی نانوالیاف پلیوینیل الکل، لازم به نظر میرسد. پس از ساخت نانوالیاف پلیوینیل الکل با ساختارها و غلظتهای مختلف، مدول کشسانی و نیروی چسبندگی آنها برای هر دو مد نفوذی و بازگشتی میکروسکوپ به دست آمده است. برای بررسی خواص مکانیکی نانوالیاف پلیوینیل الکل با ساختارهای متفاوت، از میکروسکوپ نیروی اتمی جیپیکی مدل نانوویزارد 2 بههمراه نرمافزار تخصصی آن با ویرایش 96/0/5 استفاده شده است. طبق نتایج، با افزایش غلظت پلیوینیل الکل همانند مد نفوذی میکروسکوپ، مدول کشسانی افزایش یافته، اما چسبندگی کاهش مییابد. برای بررسی رفتار-ارتعاشی میکروتیر از مدل تیر تیموشنکو استفاده شده است. در تحقیق حاضر برای نخستین بار با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، مدول کشسانی نانوالیاف پلیوینیل الکل با داربستها و غلظتهای مختلف، تعیین شده و سپس رفتار ارتعاشی میکروتیر ویشکل میکروسکوپ نیروی اتمی با توجه به پلیوینیل الکل بهعنوان نمونۀ نرم با روش اجزای محدود و با استفاده از تئوری برخورد دی ام تی و همچنین روش تجربی بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که با افزایش مدول کشسانی، نمونۀ فرکانس تشدید و اندازۀ پاسخ فرکانسی در جهت جابهجایی عمودی افزایش مییابند. در نهایت، نتایج مدلسازی عددی با نتایج عملی ناشی از آزمایش، مقایسه شده که همگرایی خوبی را بین آنها نشان میدهد.