بررسی رفتار غیرخطی میکروتیر دارای انحنای اولیه با در نظر گرفتن اثر اندازه

در این پژوهش به بررسی رفتار غیرخطی یک میکروتیر دوسرگیردار دارای انحنای اولیه پرداخته شده است. دو لایه پیزوالکتریک با ضخامت کم، به طور کامل به سطوح بالایی و پایینی میکروتیر چسبیده است. با اعمال ولتاژ به لایه های پیزوالکتریک، نیروی محوری در میکروتیر القا می شود که موجب تغییر در میزان انحنای اولیه و همچنین سفتی خمشی میکروتیر می شود. از این پدیده برای اولین بار در میکروتیرهای دارای انحنای اولیه به عنوان عامل تنظیم فرکانس استفاده شده است. علاوه بر این میکروتیر تحت تحریک مستقیم و متناوب الکتروستاتیک قرار دارد که کاملاً مستقل از تحریک پیزوالکتریک است. معادلات حاکم بر میکروتیر با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است و همچنین از تئوری گرادیان کرنش برای در نظر گرفتن اثر اندازه، بهره گرفته شده است. پاسخ استاتیکی میکروتیر با استفاده از روش عددی نیوتن رافسون و همچنین فرکانس طبیعی میکروتیر نیز به ازای ولتاژهای مختلف الکتروستاتیک به دست آمده است. اثر اندازه و تحریک پیزوالکتریک بر پاسخ استاتیکی میکروتیر و فرکانس طبیعی آن مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده است که تحریک پیزوالکتریک می تواند برای تنظیم باند دوپایداری استاتیکی سیستم مورد استفاده قرار گیرد. پاسخ دینامیکی میکروتیر نیز در همسایگی رزونانس اولیه با استفاده از روش عددی پرتابه ای به دست آمده و در موارد خاص با روش تحلیلی مقیاس های زمانی چندگانه مقایسه شده است. تاثیر اندازه و همچنین تحریک پیزوالکتریک بر رزونانس اولیه مورد تحلیل قرار گرفته است. در پایان نیز رزونانس ثانویه و تاثیر اندازه بر آن مورد بررسی قرار گرفته است.