4499

06 - 324 مكانيك

تحليل ارتعاشات آزاد تيرك V شكل دستگاه ميكروسكوپ نيروي اتمي با استفاده از روش GDQEM

كارشناسي

مكانيك

1391

محرم حبيب نژاد كورايم

افشين كريمي علويجه

امروزه دستگاه ميكروسكوپ نيروي اتمي به يكي از مؤثرترين و پركاربردترين روش‌هاي تصويربرداري از سطوح مبدل شده است. تيرك‌هايV شكل و مثلثي به دليل پايداري بالايشان، در دستگاه ميكروسكوپ نيروي اتميبه طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با گسترش استفاده از ساختارهاي هوشمند، اين تيرك‌ها هم به عنوان سنسور و هم به عنوان محرك كاربرد پيدا كرده‌اند.به منظور طراحي سيستم‌هاي كنترل برايتيرك‌هايي كه از محرك‌هايپيزو استفاده مي‌كنند، به دست آوردن مدل دقيق سيستم، مخصوصاً اطلاعات مربوط به مودهاي طبيعي داراي اهميت زيادي مي‌باشد. در اين تحقيق با استفاده از روش مربعات تعميم يافته المانيو بر اساس تئوري جابجايي لايه ايدر تيرها، به بررسي ارتعاشات آزاد و به دست آوردن فركانس‌هاي طبيعي تيرك‌هايV شكل دستگاه ميكروسكوپ نيروي اتمي به همراه محرك‌هاي پيزو پرداخته شده است. همچنين با استفاده از تحليل المان محدود، صحت نتايج عددي تحقيق شده است. بررسي‌هاي انجام گرفته حاكي از آن است كه مدل ارائه شده براي تيرك V شكل، داراي دقت قابل قبولي مي‌باشد؛ همچنين روش عددي به كار گرفته شده داراي همگرايي بالا و پايداري مناسب با تعداد نقاط دامنه كمتر نسبت به روش المان محدود مي‌باشد.در نهايت حساسيت فركانس‌هاي طبيعي نسبت به هندسه تير، به صورت پارامتري مورد بررسي قرار گرفته است. مطالعات انجام شده نشان مي‌دهد كه پارامترهاي هندسي، نقش مهمي در تعيين و كنترل فركانس‌هاي ارتعاشي تيرك دارند. در اين ميان، نسبت ضخامت پيزو محرك به ضخامت تيرك، تأثيربسزايي در فركانس تيرك دارد. همچنين مشاهده مي‌گردد كه اين پارامترها در فركانس‌هاي بالاتر، تأثيرات بيشتري از خود نشان مي‌دهند.

روش مربعات تعميم يافته , پيزومحرك , تيرك V شكل , ميكروسكوپ نيروي اتمي