پایان نامه مطالعه ی تاثیرتشعشع حرارتی بر روی رفتار مکانیکی میکروتیرهای FGM

          بهرام محمدپور 
            بازدید : 386
          
           نظرات (0)
        

نوع فایل: word (قابل ویرایش)

تعداد صفحات : 81 صفحه

چکیده
سيستم هاي ميكروالكترومكانيكی عموما بر اساس نوع مکانیزم تحریکشان طبقه بندی می شوند. علاوه بر تحریک الکترواستاتیک که به عنوان یکی از مهمترین مکانیزمهای تحریک به شمار می رود، تحریک حرارتی به طور گسترده در سيستم هاي ميكروالكترومكانيكی چند لایه و متغیر تابعی بکار
می رود. در دو دهه اخير تحول بزرگي در توليد طيف وسيعي از تجهیزات الكترونيكي و مكانيكي به وجود آمده است. كاربرد گسترده اين سيستم ها خصوصاً در حسگرها و عملگرها سبب شده است كه مطالعات بسياري از محققان به بررسي رفتار استاتيكي و ديناميكي آنها معطوف گردد.
هدف اصلی در این پایان نامه، مطالعه ی رفتار مکانیکی یک میکروتیر ساخته شده از مواد متغیر تابعی در معرض نیروی غیرخطی الکترواستاتیک و تغییرات دمایی مربوط به تشعشع و جابجایی حرارتی بر اساس تئوری تنش کوپل اصلاح شده می باشد. فرض شده است که تیر متغیر تابعی از فلز و سرامیک تشکیل شده است و خصوصیات ماده در آن تحت تابع نمایی در جهت ضخامت تغییر می کند. با تغییر درصد سرامیک سطح زیرین، پنج نوع مختلف ميكروتير مورد بررسی قرار گرفته شده و ولتاژ های ناپایداری کششی استاتیکی و دینامیکی آنها که در معرض حرارت نیز هستند بدست آورده شده است. همچنین دماهای های ناپایداری کششی در حضور نیروهای الکترواستاتیک برای پنج نوع مختلف ميكروتير معین شده است. به خاطر ابعاد تیر که در حد میکرو می باشد، اولا فرض شده است که دما در تیر به صورت یکنواخت تغییر میکند و از هر نوع گرادیان دمایی صرف نظر شده است. ثانیاً نشان داده شده است که در نظر نگرفتن مولفه ی تئوری تنش کوپل نتایج ناصحیحی به دنبال خواهد داشت.

کلید واژه ها: MEMS، میکرو تیرFGM ، تحریک الکترواستاتیکی، ممان حرارتی، ولتاژ Pull-in،
تئوری تنش کوپل اصلاح شده.

فهرست
مقدمه   1
فصل اول: مفاهیم و کلیات 6
۱-۱ سیستمهای میکروالکترومکانیکی 6
۱-۱-۱ مقدمه 6
۱-۱-۲ طبقه بندی سيستم های ميكروالكترومكانيكی 9
۱-۱-۳ انواع عملگرهای ميكروالكترومكانيكی 10
۱-۱-۳-۱ تحریک مغناطیسی 10
۱-۱-۳-۲ تحریک توسط مواد پيزوالكتريك 11
۱-۱-۳-۳ تحریک دمايی 11
۱-۱-۳-۴ تحریک توسط آلياژهای حافظه دار 11
۱-۱-۳-۵ تحریک الکترواستاتیک   11
۱-۱-۴ ميكرو عملگرهای الکترواستاتیک 12
۱-۱-۵ پدیده هاي معمول در سيستم هاي ميكروالكترومكانيكي 13
۱-۱-۵-۱ ميرايی لايه فشرده سيال 13
۱-۱-۵-۲ ميرايی ترموالاستيك 13
۱-۱-۵-۳ ناپایداری کششی 14
۱-۲ مواد متغییر تابعی 15
۱-۲-۱ مقدمه   15
۱-۲-۲ تاریخچه مواد متغییر تابعی 16
۱-۲-۳ کاربرد مواد متغییر تابعی 17
۱-۲-۴ مدل سازی مواد متغییر تابعی 18
۱-۲-۴-۱ مدل ردی 19
۱-۲-۴-۲ مدل نمایی 19
۱-۲-۴-۳ مدل توانی 19
۱-۳ تئوری تنش کوپل یا گرادیان کرنش الاستیسیته   20
۱-۳-۱ مقدمه 20
۱-۳-۲ تاریخچه ی تئوری تنش کوپل 20
فصل دوم: مروری بر کارهای انجام شده 22
۲-۱ مطالعه ی اثر تغییرات دمائی در سیستمهای میکروالکترومکانیکی 22
۲-۲ مطالعه ی اثر نیروهای الکترواستاتیکی در سیستمهای میکروالکترومکانیکی 23
۲-۳ مطالعه ی تئوری تنش کوپل در سیستمهای میکروالکترومکانیکی   25
۲-۴ مطالعه ی رفتار تیرها و ساختارهای FGM 27
۲-۵ هدف و ضرورت انجام تحقیق 29
فصل سوم: ارائه ی مدل مورد مطالعه و استخراج معادلات حاكم 31
۳-۱ معرفی سیستم مورد مطالعه 31
۳-۲ مدلسازی ریاضی و رياضي و استخراج معادلات برای دستیابی به خیز تیر 33
۳-۲-۱ معادله ی هدایت گرما 33
۳-۲-۲ فرمولاسیون معادلات میکروتیر FGM بر پایه ی MCST 34
فصل چهارم: روشهای حل معادلات تحت بارگذاریهای مختلف   41
۴-۱ معادله ی استاتیکی 41
۴-۱-۱ اثر ولتاژ 41
۴-۱-۲ اثر تغییر دما 42
۴-۱-۳ اثر همزمان تغيير دما و اعمال تدريجي نيروي الكترواستاتيكي 43
۴-۲ معادله ی دینامیکی 43
فصل پنجم: نتایج عددی 46
۵-۱ مقدمه 46
۵-۲ اثر اعمال تدريجي نيروي الكترواستاتيكي (در غیاب تغییرات دما) 49
۵-۳ اثر اعمال تدريجي دما (در غیاب نیروی الکتروستاتیکی)   50
۵-۴ اثر همزمان تغييرات دمائی و اعمال تدريجي نيروي الكترواستاتيكي 52
۵-۵ اثر اعمال ولتاژ DC پله روي ميكروتير FGM 57
۵-۶ اثر اعمال ولتاژ DC پله روي ميكروتير FGM خميده ناشي از تغييرات دمایي 59
فصل ششم: جمع بندی 61
۶-۱ نتیجه گیری 61
۶-۱ پیشنهادات برای کارهای آینده 62
مراجع 63
Abstract 68

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید