عنوان پایان‌نامه
آنالیز رفتار دینامیکی میکروسکوپ نیروی اتمی بر اساس تئوری غیر کلاسیک گرادیان کرنشی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3518;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79527;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3518;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79527
- تاریخ دفاع
- ۲۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد علی محمدی بیدهندی
- استاد راهنما
- عقیل یوسفی کماء, مراد کریم پور
- چکیده
- میکروسکوپ نیروی اتمی ? AFM?دستگاهی است که برای بررسی خواص و ساختار سطحی مـواد در? ابعاد نانومتر بکار می-رود. ایـن? دستگاه امکان عملکرد در محیط خ?ء، هوا، و مایع را دارد و بر خ?ف اکثر روش های بررسی خواص سطوح،? در این روش غالباً محدودیت اساسی بر روی نوع سـطح و محـیط آن وجـود نـدارد. بـا ایـن دسـتگاه امکـان? ?بررسی سطوح رسانا یا عایق، نرم یا سخت، منسجم یا پودری، بیولوژیـک و آلـی یـا غیـر آلـی وجـود دارد.? خواص قابل اندازه گیری با این دستگاه شامل مورفولوژی هندسی، توزیع چسبندگی، اصـطکاک، ناخالـصی? ?سطحی، جنس نقاط مختلف سطح، کشسانی، مغناطیس، بزرگی پیوندهای شیمیایی، توزیع بارهای الکتریکی? ?سطحی، و قطبش الکتریکی نقاط مختلف می باشد. در عمل از این قابلیتها برای بررسـی خـوردگی، تمیـزی،? یکنواختی، زبری، چسبندگی، اصطکاک، اندازه و غیره استفاده می شود.? می دانیم تمامی اجسام هر اندازه هم که به ظاهر صاف و صیقلی باشند باز هم دارای ناهمواری هایی هستند، یکی دیگر از کاربردهای این میکروسکوپ نشان دادن این ناصافی ها و اندازه گیری عمق آنها می باشد.? این میکروسکوپ از اجزاء و قطعات مختلفی تشکیل شده است که قسمت پژوهش مورد نظر ما، میکروتیر به همراه سوزن متصل به آن می باشد. میکروتیر از فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی ساخته می شوند و این ابزارهای میکرو و نانو امروزه در بسیاری از صنایع و علوم پزشکی و بیولوژی کاربرد فراوان پیدا کرده اند. بسیاری از ویژگی های این ابزارها از جمله، فرکانس بالا، مصرف انرژی کم، اندازه کوچک و دقت بالا باعث تحول عظیم در صنایع مختلف شده است. تحلیل رفتارهای استاتیکی و دینامیکی این سیستم ها برای طراحی دقیق آن ها الزامی می باشد. از طرفی با گسترش نانوتکنولوژی و امکان ساخت قطعات در مقیاس نانو و با توجه به مزایای کاهش هرچه بیشتر ابعاد سیستم های الکترومکانیکی که در ابعاد کوچکتر مانند حجم کم، مصرف انرژی کم تر، دقت و حساسیت بالاتر و فرکانس نوسان بالاتر وجود دارد، ورود به این عرصه به شدت افزایش یافته است. در این پایان نامه ابتدا به مدل سازی میکروتیر بر اساس تئوری غیرکلاسیک پرداخته شده است. آنالیز رفتار دینامیکی میکروتیر مانند پاسخ فرکانسی، خمیدگی پاسخ فرکانسی، پایداری چندگانه و تاثیر اندازه در این رساله بررسی شده است.
- Abstract
- The atomic force microscope (AFM) is a device used for analysis properties and surface structure of materials at nanoscale dimensions. The device can function in a vacuum, air, and liquid media and unlike most study methods of surface properties there is no fundamental restriction on the type of surface and its media in this method. With this device, there will be a possibility of assessing conductive or insulating, flexible or rigid, solid or powder, biologic and organic or inorganic surfaces. Properties measurable by this device include geometric morphology, adhesion distribution, friction, surface impurities, type of different surface points, magnetic, magnitude of chemical bonds, distribution of surface electric charge, and electric polarization of different points. In practice, these features are used to assess corrosion, cleanliness, uniformity, roughness, adhesion, friction, size, etc. We know that all objects have roughness, no matter how much they seem smooth and flat. Another function of this microscope is to demonstrate the roughness and measure their depth. The microscope is made of different parts and segments, and the part in question is microbeam and its tip mounted on it. Microbeam is made of the technology of microelectromechanical systems and these micro and Nano tools have been widely used today in industry and medical science and biology. Many features of the tools including high frequency, low energy consumption, small size and high accuracy have led to a massive development in various industries. Analysis of static and dynamic behaviors of the systems is necessary for their detailed design. Conversely, with the spread of nanotechnology and possibility of constructing components at nanoscale, considering the advantages of the greater reduction of the size of electromechanical systems, which exist in smaller sizes such as low volume, lower energy consumption, higher accuracy and sensitivity and higher oscillation frequency. Arriving at this realm has been extremely growing. In this thesis, modelling of microbeam and Nano-beam is dealt with based on a non-classical theory in the first place. Analysis of dynamic behavior of micro-Nano beam such as frequency response, frequency response curve, multiple sustainability and the impact of size on different behaviors of micro/nano beam has been investigated in this thesis.
