مقایسه کنترل‌کننده‌های غیرکلاسیک در نانورزوناتور پیزوالکتریک: پاسخ فرکانس غیرخطی و تحلیل پایداری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، کاشان، جمهوری اسلامی ایران

2 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه مازندران، بابلسر، جمهوری اسلامی ایران

doi
10.22044/jsfm.2024.14369.3851
چکیده

در تحقیق حاضر تحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری نانورزوناتور پیزوالکتریک (‏PENR‏) با در نظر گرفتن اثرات کنترل کننده های ‏غیرکلاسیک مانند تئوری غیر موضعی (‏NLT‏)، تئوری گرادیان کرنش (‏SGT‏) و تئوری های سطح/رابط گورتین-مرداک (‏GMSIT‏) در ‏مقایسه با نظریه کلاسیک ‏‎ (CT)‎ارائه شده است. نانورزوناتور مورد مطالعه تحت تحریک الکترواستاتیک غیرخطی با ولتاژ مستقیم (‏DC‏) و ‏متناوب (‏AC‏) و همچنین محیط ویسکو پاسترناک قرار دارد. برای این تحلیل از اصل همیلتون و روش گالرکین به ترتیب برای به دست ‏آوردن معادلات حاکم و شرایط مرزی و همچنین برای حل معادله حرکت استفاده شده است. برای بررسی پاسخ فرکانسی غیرخطی و ‏تحلیل پایداری ‏PENR‏ از روش میانگین‌گیری مختلط همراه با روش پیمایش طول قوس استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که نادیده ‏گرفتن اثرات سطح/رابط در مقیاس کوچک، پیش‌بینی نادرستی از پاسخ ارتعاشی ‏PENR‏ را نشان می‌دهد. همچنین در شرایط مرزی ‏مختلف، مقیاس طول ماده و پارامترهای غیرمحلی به ترتیب منجر به کاهش و افزایش سفتی ‏PENR‏ می‌شوند و دامنه نوسان و دامنه ‏ناپایداری نظریه‌های غیر کلاسیک ‏NLT‏ و ‏SGT‏ نسبت به حالت کلاسیک بیشتر می باشد. همچنین تغییر پارامترهای سطح/رابط منجر به ‏کاهش یا افزایش فرکانس تشدید، دامنه تشدید، رفتار غیرخطی و ناپایداری سیستم ‏PENR‏ می گردد.‏