تحلیل دینامیکی نانو ورق ساندویچی الکترومغناطیسی ویسکوالاستیک

با توجه به کاربردهای فراوان نانو ورق های کربنی در سیستم های میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک، وجود یک سنسور و محرک در سطح بالایی یا پایینی آن می تواند به کارایی آنها بیافزاید. در این تحقیق، پاسخ دینامیکی، ارتعاشات و کمانش دینامیکی غیرخطی به همراه انتشار موج یک نانو ورق ساندویچی پیزوالکتریک تحلیل شده است. هسته این نانو ورق از یک نانو ورق کربنی ارتوتروپیک ویسکوالاستیک تحت میدان مغناطیسی است که با لایه های پیزوالکتریک ویسکوالاستیک اکسید زینک (zno) تحت میدان الکتریکی پوشانده شده است. لایه های zno در سطح بالایی و پایینی نانو ورق کربنی نقش محرک و سنسور را دارند. این نانو سازه بر روی بستر ویسکو الاستیک واقع شده که با استفاده از مدل ویسکوپاسترناک ارتوتروپیک غیر خطی شبیه سازی شده است. تئوری های پیزوالاستیسیته ی غیر محلی برای اثر دادن مقیاس کوچک، کلوین-ویت برای مدلسازی نانو ورق کربنی و zno به صورت ویسکوالاستیک و گورتین- مورداچ برای در نظر گرفتن تنش های سطحی استفاده شده اند. برای بدست آوردن معادلات حاکم بر سیستم، تئوری های کلاسیک، میندلین، برشی سینوسی و زیگزاگ اصلاح شده به کمک روابط انرژی و اصل همیلتون به کار گرفته شده است. به منظور به دست آوردن پاسخ دینامیکی، فرکانس و نسبت میرایی، محدوده پایداری دینامیکی به همراه فرکانس قطع و فرار، از روش های عددی تفاضلات مربعی، تفاضلات مربعی هارمونیک و تفاضلات مکعبی استفاده شده است. همچنین از یک کنترل کننده تناسبی-مشتقی برای کنترل رفتار دینامیکی نانو سازه مورد استفاده قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای مختلفی مانند مقیاس کوچک، تنش های سطحی، محیط ویسکوپاسترناک، میدان های الکتریکی و مغناطیسی به همراه شرایط مرزی روی تحلیل دینامیکی نانو ورق ساندویچی هوشمند بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که ولتاژ اعمالی به محرک و میدان مغناطیسی موجود در نانو ورق کربنی می توانند به عنوان پارامترهای کنترلی موثر در ارتعاشات و بهبود رفتار دینامیکی سیستم باشند.