تعیین ناپایداری کششی غیر خطی وابسته به ‌اندازه برای نانو تیرهای دو سر درگیر با استفاده از تیوری گرادیان کرنش و روش پریشیدگی هوموتوپی

در دهه اخیر مدل کردن ناپایداری سازه‌های نانویی علاقه‌مندان زیادی را درزمینه نانو مکانیک و مکاترونیک به خود جلب کرده است. سوییچ‌های نانو مکانیکی اساس ساخت و طراحی سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی مانند نانو عملگرها هستند. یک نوع معمول سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی نانو تیرهای دو سر درگیر بوده که در آینه‌های میکرو استفاده می‌شود. در مقیاس نانو کاهش فاصله بین دو الکترود باعث ایجاد تعامل مولکولی نیروی واندروالس می‌شود که باید در طراحی و ساخت سیستم‌های نانو موردتوجه قرار گیرد. در این مقاله نظریه گرادیان کرنش برای پیش‌بینی ناپایداری ولتاژ کششی وابسته به‌اندازه نانو تیرها که شامل زیرمجموعه‌ای از سیستم‌های الکترومکانیکی هستند بکار برده می‌شود . نظریه کرنش غیرخطی ون کارمن برای به دست آوردن معادله حاکم غیرخطی بر تیر استفاده شده و نیز اثر نیروی واندروالس در معادلات حاکم در نظر گرفته‌شده است. روش تحلیلی پریشیدگی هوموتوپی برای حل معادلات غیرخطی سیستم بکار برده شد و اثر نیروی جاذبه بین‌مولکولی واندروالس و اثر وابستگی به‌اندازه و نیز اهمیت اثر توام وجود این دو پارامتر روی عملکرد ناپایداری سیستم، ازجمله خیز میانی ماکزیمم و ولتاژ ناپایداری موردبحث قرارگرفته است. بر اساس یافته‌های این تحقیق می‌توان نتیجه گرفت که نیروی بین‌مولکولی واندروالس ولتاژ ناپایداری را کاهش می‌دهد و پارامتر اثر اندازه در مقیاس‌های نانو منجر به افزایش پارامترهای ناپایداری ازجمله ولتاژ ناپایداری می‌گردد .همچنین روش پریشیدگی هوموتوپی می‌تواند به‌عنوان یک روش کارآمد برای تحلیل سازه‌های نانویی در مقیاس کمتر از میکرون مورداستفاده قرار گیرد.