تحلیل غیرخطی تغییرشکل استاتیکی و فرکانس طبیعی میکروتیر یکسر درگیر دولایه تحت تحریک الکترواستاتیک با هدف یافتن ترکیب بهینه

در این پژوهش تغییر شکل استاتیکی و فرکانس طبیعی میکروتیر یکسر درگیر دو لایه تحت تحریک الکترواستاتیک که لایه دوم بخشی از طول لایه اول را می پوشاند مطالعه می‌شود. این مدل المان بسیاری از میکروسنسورها و میکروسویچ‌ها می‌باشد. ابتدا معادله حرکت غیرخطی با فرض کوتاه شوندگی تار خنثی خمشی با استفاده از اصل هامیلتون استخراج می شود. سپس معادلات دیفرانسیل حاکم بر تغییر شکل استاتیکی و فرکانس ارتعاش آزاد حول موقعیت استاتیکی سیستم، به کمک روش گلرکین با استفاده از سه شکل مود میکروتیر یکسر درگیر به عنوان تابع مقایسه‌ای حل می‌شوند. با ثابت نگه داشتن حجم لایه دوم، نحوه تغییرات فرکانس طبیعی و تغییر شکل استاتیکی برای طول و ضخامت‌های مختلف از لایه دوم در سه حالت مختلف بررسی شد. در هر سه حالت ابتدا فرض می شود لایه دوم بر روی کل میکروتیر لایه نشانی شده است. در حالت اول یکسر آن در تکیه‌گاه گیردار ثابت در نظر گرفته، و از سمت دیگر از طول آن کاسته و به ضخامت افزوده می‌شود. در حالت دوم یکسر آن درانتهای آزاد میکروتیر ثابت درنظر گرفته می‌شود و از سمت دیگر از طول آن کاسته و به ضخامت افزوده می شود. در حالت سوم از طول لایه دوم از هر دو سمت کاسته و به ضخامت افزوده می شود. همچنین در این تحقیق تغییر رفتار مکانیکی سیستم برای موقعیت های مختلف لایه دوم با فرض ثابت بودن طول و ضخامت آن بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که رفتار سیستم بسته به ابعاد و موقعیت لایه دوم تغییر می کند. نتایج این تحقیق می تواند در طراحی بهینه میکرو سیستم ها مانند میکروسوییچ‌ها و میکرو سنسورها مورد استفاده قرار گیرد.