شماره مدرك :
17462
شماره راهنما :
178 گلپايگان
پديد آورنده :
واحد، محمد
عنوان :

تحليل ارتعاشات نانوپروب آلتراسونيك بر اساس نظريه گراديان كرنش غير محلي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
75ص.:مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي مجاهدي
توصيفگر ها :
ميكرو/نانو پروب ارتعاشي , المان محدود , گراديان كرنش غيرمحلي , تفاضل محدود، هورن
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/02/04
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
دانشكده :
فني مهندسي گلپايگان
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/02/04
كد ايرانداك :
111
چكيده فارسي :
چكيده در اين پايان نامه به بررسي رفتار ارتعاشي ميكرو/نانو پروب التراسونيك بر اساس نظريه گراديان كرنش غير محلي پرداخته مي¬شود. نانوپروب به شكل يك ميله يك سرگيردار و با سطح مقطع متغيّر مدل‌سازي شده است و داراي دو بخش هورن و پيزوالكتريك مي‌باشد كه بخش هورن با سه سطح مقطع نمايي، تواني يك دوم و يك سوم مورد بررسي قرار مي¬گيرد. با اعمال ولتاژ هارمونيك به پيزوالكتريك، نيروي پيزوالكتريك به صورت نوساني وارد مي شود كه اين نيرو باعث ارتعاشات مجموعه شده و به دليل كاهش سطح مقطع، در هورن تقويت مي گردد. براي دستيابي به معادلات حاكم، پس از لحاظ ميدان جابه‌جايي از روابط گراديان كرنش غيرموضعي استفاده نموده و انرژي جنبشي و كرنشي ميله استخراج و معادلات ديناميكي حاكم از اصل هميلتون به دست مي‌آيد. در ادامه رفتار ارتعاشي سيستم در دو حالت ارتعاشات آزاد و اجباري مورد ارزيابي قرارمي¬گيرد. معادله‌ي ارتعاشي حاكم از طريق دو روش تحليلي و المان محدود حل مي¬گردد. در روش حل تحليلي با استفاده از روش گالركين و روش ريلي ريتز، ابتدا فركانس¬هاي طبيعي و شكل مودها تعيين شده و سپس با استفاده شكل مودهاي به دست آمده، جابجايي انتهاي پروب تعيين خواهد شد. در حل عددي از تركيب دو روش تفاضل محدود و المان محدود بهره گرفته شده و فركانس¬هاي طبيعي و پاسخ ارتعاشي به دست مي¬آيد. پس از سنجش همگرايي در دو روش، نتايج حاصل از روش¬ها با يكديگر مقايسه و تطابق نتايج ملاحظه مي شود. در ادامه به بررسي نتايج حاصل از تئوري¬هاي مختلف كلاسيك، تئوري غيرموضعي و گراديان كرنش غيرموضعي پرداخته و تفاوت و خطاي ناشي از دو تئوري غيرموضعي و كلاسيك مورد بررسي قرار مي¬گيرد و در نهايت تاثير شكل هورن و ميزان نسبت سطح مقطع انتها در نمودارهاي پاسخ فركانسي و حساسيت ارزيابي مي شود.
چكيده انگليسي :
Abstract In this thesis, the dynamic behavior of ultrasonic micro / nano-probe is investigated based on the non-local strain gradient theory. The nano-probe is modeled as a single-bar with variable cross-section and has two parts, horn and piezoelectric. Horn cross section is eva‎luated by considering exponential, power of one half and power of one third functions. By applying a harmonic voltage to the piezoelectric part, the piezoelectric force is applied in an oscillating manner, which causes the vibration and its amplitude is amplified in the horn due to the reduction of the cross-sectional area. To achieve the governing equations, in terms of the displacement field, the nonlocal strain gradient theory is used and after extracting the kinetic and strain energies, the dynamic equations of the probe are obtained using the Hamilton’s principle. In the following, the vibration behavior of the system is eva‎luated in two modes of free and forced vibrations. The governing vibration equation is solved by two methods, analytical and finite element approaches. In the analytical solution method, the natural frequencies and the mode shapes are determined using the Rayleigh-Ritz methods and displacement of the end of the probe will be calculated using Galerkin’s approach. In numerical solution, a combination of methods of finite difference and finite element is utilized and natural frequencies and vibrational amplitudes are obtained. After convergence analysis in both methods, the results of numerical and analytical methods are compared with each other and the agreement between the results of two methods is observed. In the following, the results of classical, non-local theory and non-local strain gradient theories are compared with each other and the differences and errors resulting from the two non-local and classical theories are assessed. Finally, frequency response and sensitivity diagrams are eva‎luated.
استاد راهنما :
مهدي مجاهدي
لينک به اين مدرک :

بازگشت