بررسی رفتار استاتیکی پیچشی نانومیله های محصور در محیط الاستیک با در نظر گرفتن اثر انرژی سطح

در این مقاله رفتار استاتیکی پیچشی نانومیله های محصور در محیط الاستیک با در نظر گرفتن اثر انرژی سطح (انرژی ناشی از مدول برشی سطحی و تنش سطحی) و تحت بارگذاری پیچشی خارجی بررسی شده است. بدین منظور، مولفه های تنش ناشی از انرژی سطح، با استفاده از نظریه الاستیسیته سطحی به دست آمده و سه نوع بارگذاری پیچشی خارجی، بارگذاری با دامنه یکنواخت، با دامنه خطی و با دامنه سینوسی، در نظر گرفته شده است. سپس، با استفاده از اصل همیلتون، معادله حاکم بر حرکت نانومیله استخراج شده است. معادلات حاکم در هر نوع بارگذاری نیز به ازای شرایط مرزی گیردار-گیردار و گیردار-آزاد به صورت تحلیلی حل شده است. اثر انرژی سطح و محیط الاستیک بر روی رفتار استاتیکی پیچشی نانومیله (جابه جایی های پیچشی) به ازای در نظر گرفتن مقادیر مختلف برای شعاع و طول نانومیله، و گشتاور خارجی بررسی شده است. به منظور جامعیت بخشیدن به نتایج، تاثیر مقدار و علامت مولفه های انرژی سطح نیز بر روی رفتار استاتیکی پیچشی نانومیله ها بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که تاثیر انرژی سطح می تواند وابسته به عوامل هندسی و مقادیر و نوع علامت مولفه های آن باشد. نتایج این پژوهش می تواند در طراحی سامانه های نانوالکترومکانیکی مانند نانویاتاقان ها و سروو موتورهای دوار مفید باشد