تحلیل غیرموضعی ارتعاشات آشوبناک، رزونانس اولیه و سوپرهارمونیک نانولوله های کربنی تک لایه با در نظر گرفتن اثرات حرارتی

در این مقاله با ارائه یک مدل غیرخطی از رفتار دینامیکی نانولوله‌های کربنی تک لایه با فرض دامنه ارتعاشی زیاد روی بستر ویسکوالاستیک تحت اعمال بار خارجی هارمونیک در یک محیط حرارتی به تحلیل رفتار آشوبناک و همچنین تحلیل رزونانس اولیه و سوپرهارمونیک آن‌ها پرداخته شده است. با استفاده از روش گالرکین با توابع شکل مثلثاتی و رانگ کوتای مرتبه چهار معادلات حاکم حل شده است. با به‌کارگیری دیاگرام‌های دوشاخه‌ای و بزرگ‌ترین نمای لیاپانوف پارامترهای آشوب از پارامترهای پریودیک شناسایی شده و رفتار پریودیک و آشوب نانولوله‌های کربنی توسط نمودارهای فازی و نگاشت پوانکاره نشان داده شده است. در ادامه با استفاده از روش مقیاس چندگانه به تحلیل رفتار رزونانس اولیه و سوپرهارمونیک نانولوله‌های کربنی به‌منظور امکان‌سنجی بروز پدیده پرش پرداخته شده است. حساسیت رفتار دینامیکی نسبت به پارامترهای مختلف شامل ضرایب بستر ویسکوالاستیک، پارامتر کنترلی فرکانس و دامنه نیروی خارجی در وقوع پدیده پرش در نانولوله‌های کربنی تک لایه بررسی شد. نتایج نشان می­دهد که دامنه نیروی خارجی، ضرایب بستر ویسکوالاستیک، پارامتر کنترلی فرکانس و تغییرات دما در دو حالت دمابالا و دما پایین دارای اثری قابل توجه بر پاسخ فرکانسی با حضور پدیده پرش دارند. همچنین دامنه تحریک می‌تواند یک عامل کنترل‌کننده بر بروز پدیده آشوب باشد.

Nonlocal Analysis of Chaotic Vibration, Primary and Super-Harmonic Resonance of Single Walled Carbon Nanotube Considering Thermal Effects

In this article, a nonlinear elastic Bernoulli–Euler beam model is presented to investigate the chaotic behavior and primary and superharmonic resonance of single walled carbon nanotubes embedded in a viscoelastic medium at an elevated temperature. Using the Galerkin method and fourthorder RungeKutta method the governing equation is solved. The bifurcation diagram and largest Lyapunov exponent are employed to detect the critical amplitude of external force of periodic and chaotic response of single walled carbon. Having known the critical values, phase portrait and Poincare maps are presented to observe the periodic and chaotic behavior of the system. Moreover, the amplitude– frequency response for the primary superharmonic resonance of system is derived with the multiple scale method to investigate the feasibility of jump phenomenon. The sensitivity of jump phenomenon are studied for the selected viscoelastic foundation parameters, detuning parameter and external amplitude load. The results show that the amplitude of external force, viscoelastic foundation parameters, detuning parameter and temperature change in the cases of high and low temperature have a significant effect on the frequency response with jump phenomenon of system. In addition, the chaotic vibration of carbon nanotube can be controlled by changing of amplitude of external force.