بررسی دو پایداری میکرو صفحات پیزوالکتریک تحت فشار بر مبنای تئوری تنش کوپل بهبود یافته

اخیرا ثابت شده است علاوه بر ریزسا زه های دارای خمیدگی اولیه، میکرو ورق های مسطح تحت فشار نیز می توانند ناپایداری واجهش را تجربه کنند. با توجه به کاربردهای بالقوه ی این میکروصفحات در طراحی سنسورهای فوق حساس، هدف این مقاله بررسی رفتار دوپایدار چنین سازه هایی هنگام ترکیب آن ها با یک لایه ی پیزوالکتریک است. بدین منظور از تیوری تنش کوپل بهبود یافته به همراه مدل صفحه ی غیرخطی کیرشهف استفاده می شود. با استفاده از روش گالرکین، معادلات کاهیده شده تعادل و پایداری حاصل می گردند. سپس با حل همزمان این معادلات، نقاط بحرانی مسیر تعادل میکرو ورق تعیین می گردند. یافته های حاضر با نتایج موجود در منابع مقایسه و تایید می شوند. در ادامه تاثیر تحریک پیزوالکتریک بر پاسخ دوپایدار سیستم بررسی می گردد. نتایج نشان می دهند شکل مسیر تعادل و همچنین تعداد و موقعیت نقاط بحرانی آن با اعمال ولتاژ پیزوالکتریک شدیدا تحت تاثیر قرار می گیرند. مقاله حاضر برخلاف مطالعات پیشین نشان می دهد، اعمال ولتاژ پیزوالکتریک مثبت همواره باعث کاهش آستانه ی ناپایداری کشیدگی سیستم نمی شود و گاهی اوقات تحت تحریک مقادیر بزرگ فشار دیفرانسیلی، می تواند باعث افزایش آن گردد. همچنین نتایج حاکی از آنند که با اعمال ولتاژ پیزوالکتریک مثبت، ناحیه ی واجهش منبسط و با اعمال مقادیر منفی، این ناحیه منقبض می گردد. نتایج حاضر می تواند برای مهندسان صنعت سیستم های میکروالکترومکانیکی بسیار مفید باشد.