فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی ریاضی یک نانوحسگر شتاب‌سنج ترکیبی پیزوالکتریک خازنی- مقاومتی با استفاده از نرم‌افزار مالتی فیزیک Comsol مورد بررسی قرار گرفته است. معادله حاکم بر جابه­جایی عرضی حسگر با فرض تیر اولر- برنولی یکسر گیردار یکسر آزاد با در نظر گرفتن نیروهای الکترواستاتیک و واندروالس- کازیمیر ارائه شده‌‌است. اثر در نظر گرفتن لایه پیزوالکتریک، پیزومقاومت و صفحه خازنی در رفتار خمشی نانوحسگر با اعمال خواص فیزیکی لایه‌ها به کمک واسط‌های ریاضی در محیط نرم‌افزار Comsol شبیه‌سازی­شده و سپس تحلیل شده‌است. تحلیل نتایج شامل محاسبه مقدار تغییرات مقاومت /RR∆،تغییرات پتانسیل الکتریکی V/V∆ لایه پیزوالکتریک و تغییرات ظرفیت خازنی C/C∆برحسب شتاب، توزیع تنش فون مایزز به­ازای شتاب‌های مختلف و مقایسه بیشینه مقدار تنش با تنش تسلیم حسگر، توزیع خیز بر اساس شتاب وارد­شده به نانوحسگر، تحلیل خستگی و تعیین شکل مودها و فرکانس‌های طبیعی حسگر برای حصول اطمینان از کارکرد آن ارائه شده‌اند. همچنین، تاثیر تغییر پارامترهای مختلف شامل شتاب اعمالی نانو g و تغییر ماده پیزومقاومت بر رفتار حسگر بررسی شده‌‌است. از نتایج به‌دست آمده مشاهده می‌گردد که نانوحسگر از نظر حساسیت اندازه‌گیری، سطح تنشی و عمر خستگی به­طور مناسبی طراحی شده‌‌است