ناپایداری کششی وابسته به اندازه برای نانوتیر ساخته شده از مواد تابعی مدرج تحت نیروهای بین‌مولکولی با روش دیفرانسیل تربیع

در این مقاله، ناپایداری کششی نانوتحریک کننده تیرشکل یک سرگیردار ساخته شده از مواد تابعی مدرج مدل شده است و با استفاده از تیوری مرتبه بالای گرادیان کرنش اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفته است. نانوتیر تابعی مدرج، از ترکیب ژرمانیوم-سیلیکون ساخته شده است که کسر حجمی هر جز و در نتیجه خصوصیات مکانیکی تیر بصورت پیوسته بر مبنایی قانون ساده توانی در راستای ضخامت تغییر می کنند. با تغییر درصد کسر حجمی جز ژرمانیوم در نانوتیر، پنج نوع مختلف نانوتیر مورد بررسی قرار گرفته و همچنین تاثیر تغییرات کسر حجمی، پارامتر اثر اندازه و نیروهای بین مولکولی بر روی ناپایداری کششی بررسی شده است. معادله غیرخطی حاکم و همچنین شرایط مرزی با استفاده از اصل مینیم انرژی پتانسیل بدست آمده و سپس با استفاده از روش دیفرانسیل تربیع حل شده است. برای اعتبارسنجی روش حل حاضر از داده های تجربی و روش های حل دیگر استفاده شده و پس از مقایسه بین نتایج می توان گفت، نتایج بدست آمده از روش حل حاضر دارای تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی و عددی می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که اثر اندازه و نیرو های بین مولکولی و کسر حجمی تاثیر بسیار زیادی بر روی ناپایداری کششی نانوتحریک کننده دارند.