آقای علی اکبر علی پور دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر حبیب نژاد، روز سه شنبه 97/12/14 از رساله دکتری خود تحت عنوان "کاهش ارتعاشات غیرخطی یک میکروتیرAFM با لایه پیزوالکتریک با اعمال نیروی کشش متغیرمحوری" دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 10 صبح روز سه شنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار خواهد شد.

چکیده:

در این رساله کاهش ارتعاشات غیرخطی یک میکروتیر AFM با لایه پیزوالکتریک به‌وسیله نیروی کشش متغیر انجام گرفته است. میکروتیر AFM، یک تیریکسر گیردار و یک سر آزاد بوده، که یک‌لایه پیزوالکتریک بر روی سطح بالائی آن به‌عنوان سنسور جهت اندازه‌گیری خیز میکروتیر، قرارگرفته است. پایه میکروتیر تحت تحریک ‌هارمونیک است. به داخل حفره ایجاد شده درمیکروتیر، که درمیان آن سیال وجود دارد، نیروی متغیر با زمان، توسط یک میکروپمپ تأمین می‌شود. این میکروپمپ که عامل کاهش ارتعاش میکروتیر می‌باشد، همان عملگراست. میکرو تیر موردنظر، تیر اویلر – برنولی بوده و از مدل ویسکوالاستیک کلوین – ویت تبعیت می‌کند، که برای مواد ویسکوالاستیک جامد کاربرد دارد. استفاده از این مدل امکان مقایسه حالت ویسکوالاستیک و الاستیک را بسیار خوب نمایان ساخته و اثرات میرایی که یکی از مهم‌ترین خواص مواد ویسکوالاستیک می‌باشند، به‌راحتی مورد بررسی قرار می‌گیرند. در این تئوری از اثرات نیروهای برشی صرف‌نظر گردیده است. معادله حرکت غیرخطی و شرایط مرزی متناظر، با استفاده از روش انرژی یا روش همیلتون به دست آمده است.
در این تحقیق ابتدا، روش عددی رانج کوتا برای مقایسه حالات الاستیک و ویسکوالاستیک به کار رفته و سپس تکنیک اغتشاش مقیاس‌های چندگانه به‌عنوان روش حل تحلیلی استفاده ‌شده است. معادلات مدولاسیون تشدید اولیه و ثانویه (زیر-هارمونیک) برای بعد غالب سیستم(بعد عرضی) استخراج‌ شده‌اند. تأثیر پارامترهای مختلف مانند ضریب دمپینگ و نیروی کشش بر دامنه پاسخ تشدید هارمونیک بررسی شده‌اند.
در ادامه به طراحی میکروپمپ به کار رفته در کاهش ارتعاشات پرداخته شده است. یک استراتژی جدید برای تأمین نیروی کششی محوری جهت کاهش ارتعاشات عرضی میکروتیر معرفی شده است. این نیروی کششی محوری توسط جریان خاصی از سیال به نام مگنتو‌هیدرودینامیک(MHD) که در یک میکروپمپ‌ جاری است، تأمین می‌شود و سپس سیال به میکروتیر نیرو وارد خواهد کرد. میکروتیر موجود در مسئله، به واسطه یک نیروی خارجی نوسانی‌ای که به پایه آن وارد می‌شود، به ارتعاش در می‌آید، بنابراین یک مسئله تعامل سازه و سیال مطرح می‌گردد. فشار سیال به واسطه نیروی لورنتز ایجاد شده در میکروپمپ، افزایش یافته و توسط کانالی به سمت میکروتیر هدایت می‌شود و موجب کاهش ارتعاشات میکروتیر می‌گردد.
در تحقیق حاضر تأثیر نیروی تولید شده توسط میکروپمپ بر دامنه تشدید اولیه و ثانویه و چگونگی اثر آن در کاهش ناحیه ناپایدار ونحوه سوق دادن سیستم غیرخطی به سمت سیستم خطی  مورد بررسی قرار گرفته است.
همچنین، تأثیر میدان های مغناطیسی و الکتریکی و اثر نیروی تحریک وارد بر پایه میکروتیر و عدد رینولدز بر روی پارامترهای جریان مانند فشار، جابجایی وتنش میکروتیر، مورد مطالعه قرار گرفته است.
 
کلمات کلیدی:
میکروسکوپ نیروی اتمی، ارتعاشات غیرخطی تیرهای میکرو کانتیلور، تحلیل پاسخ فرکانسی غیرخطی، روش مقیاس‌های چندگانه، میکروپمپ هیدرودینامیکی- مغناطیسی