nonlinear free vibrations analysis of a piezoelectric bimorph nanoactuator using nonlocal elasticity theory
Abstract:
In this paper, the nonlinear free vibrations of a bimorph piezoelectric nanoactuator is studied based on nonlocal elasticity. The Euler-Bernoulli beam theory and Hamilton’s principle are used to derive the equation of motion of the actuator. In order to obtain the reduced-order form of equations, the Galerkin method is used. The mode shapes of a multi-span beam are used for a faster convergence. The nonlinear natural frequencies are obtained by using He’s variational approach. Equations are solved for clamped-clamped boundary conditions, and the effects of values of DC voltage, actuator length and thickness, length of piezoelectric layers and nonlocal parameter on the nonlinear natural frequencies are studied. The results show that applying a DC voltage induces a static deflection and an increase in the stiffness of the actuator. Therefore, the natural frequency increases. Moreover, increasing the nonlocal parameter decreases the rate of change in frequency variation. An increase in the nonlocal parameter or the length of the actuator increases the nonlinear to nonlinear natural frequency ratio. Finally, the effect of the middle layer material of the actuator on the frequency ratio is studied.
Language:
Persian
Published:
Modares Mechanical Engineering, Volume:16 Issue: 4, 2016
Pages:
55 to 66
magiran.com/p1533950  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!