عنوان پایان‌نامه

طراحی، شبیه سازی و بررسی تاثیر پارامترهای هندسی بر رفتار میکروکانتیلور پیزوالکتریک T شکل



    دانشجو در تاریخ ۲۷ شهریور ۱۳۹۵ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "طراحی، شبیه سازی و بررسی تاثیر پارامترهای هندسی بر رفتار میکروکانتیلور پیزوالکتریک T شکل" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی سیستم های میکرو و نانو الکترومکانیک
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79334;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79334;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 579;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 579
    تاریخ دفاع
    ۲۷ شهریور ۱۳۹۵
    دانشجو
    علی عطارلمراسکی
    استاد راهنما
    محمد طهماسبی پور
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    در این پایان نامه به تحلیل جابه¬جایی های درون صفحه، خارج از صفحه و نیروی نوک میکروکانتیلور پیزوالکتریک با سطح مقطع T شکل به روش المان محدود پرداخته شده است. برای بهینه سازی مشخصات میکروکانتیلور مذکور، تاثیر متغیرهای طول، ضخامت بافت، عمق بافت، پهنای فلنج و ضخامت فلنج بر جابه جایی درون صفحه، خارج از صفحه و نیروی نوک میکروکانتیلور با استفاده از روش تاگوچی بررسی شده است. سطوح بهینه متغیرهای مذکور با تحلیل ضرایب سیگنال به نویز (S/N) و ترتیب اهمیت تاثیر متغیرهای مورد مطالعه بر مشخصات میکروکانتیلور با آنالیز واریانس ضرایب S/N مشخص شده است. بر اساس نتایج بدست آمده معلوم شد که: الف- سطوح بهینه متغیرهای هندسی به ترتیب میزان تاثیر متغیر هندسی برای دستیابی به حداکثر جابجایی داخل صفحه در میکروکانتیلور پیزوالکتریک با سطح مقطع T شکل عبارتند از: طول میکروکانتیلور (L) 10400، ضخامت فلنج (T) 35، عرض ناحیه بافت (W) 50، پهنای فلنج(S) 180، و عمق بافت (H) 40 میکرومتر. با تنظیم متغیرهای مورد مطالعه بر روی مقادیر مذکور، مقدار جابجایی داخل صفحه 264 میکرومتر به دست آمد که 36/1 برابر میانگین نتایج به دست آمده از آزمایشها می باشد. ب- سطح بهینه متغیرهای هندسی به ترتیب میزان تاثیر متغیر هندسی برای دستیابی به حداکثر جابجایی خارج از صفحه در میکروکانتیلور پیزوالکتریک با سطح مقطع T شکل عبارتند از: طول میکروکانتیلور (L) 10400، عمق بافت (H) 40، عرض ناحیه بافت (W) 50، پهنای فلنج(S) 300 و ضخامت فلنج (T) 35 میکرومتر. با تنظیم متغیرهای مورد مطالعه بر روی مقادیر مذکور، مقدار جابجایی خارج از صفحه 47/1 برابر میانگین نتایج به دست آمده از آزمایشها می باشد. ج- سطح بهینه متغیرهای هندسی به ترتیب میزان تاثیر متغیر هندسی برای دستیابی به حداکثر نیروی نوک میکروکانتیلور پیزوالکتریک با سطح مقطع T شکل عبارتند از: طول میکروکانتیلور (L) 3600، پهنای فلنج(S) 300، عمق بافت (H) 75، عرض ناحیه بافت (W) 5/62 و ضخامت فلنج (T) 35 میکرومتر. با تنظیم متغیرهای مورد مطالعه بر روی مقادیر مذکور، مقدار نیروی نوک میکروکانتیلور 11/1 برابر بهترین نتیجه در آزمایشهای انجام شده می باشد.
    Abstract
    In this thesis, in-plane displacement, out-of-plane displacement and blocking force of T-shaped piezoelectric microcantilever are studied using the FEM method. To optimize the characteristics of the mentioned microcantilever the influence of geometrical parameters such as length, thickness of web, width of web, width of flange and thickness of flange are investigated on the in-plane displacement, out-of-plane displacement and blocking force using the Taguchi method. Optimum levels of the mentioned variables are determined by analyzing the coefficients of signal to noise ratio and the importance of these variables is specified using the analysis of variance (AOV) of signal to noise ratios. According to our result: a- optimum levels of geometrical variables in the order of their influence importance in-plane displacement are: microcantilever length (L) 10400, flange thickness (T) 35, web width (W) 50, flange width (S) 180 and web thickness (H) 40 (um). By setting the variables according to the mentioned values an in-plane displacement of 264 micrometer is achieved, which is 1.36 times of the average of conducted experiment results. b- optimum levels of geometrical variables in the order of their influence importance out-of-plane displacement in T-shaped piezoelectric microcantilever are: microcantilever length (L) 10400, web thickness (H) 40, web width (W) 50, flange width (S) 300 and flange thickness (T) 35 (um). By setting the variables according to the mentioned values an out-of-plane displacement is 1.08 times of the average of conducted experiment results. C- optimize levels of geometrical variables in the order of their influence to achieve maximum blocking force in T-shaped piezoelectric microcantilever are: lengths of microcantilever (L) is 10400 (um), width of flange (S) is 300 (um), thickness of web (H) is 75 (um), width of web (W) is 62.5 (um) and thickness of flange (T) is 35 (um). By setting the variables according to the mentioned values a blocking force is 1.11 times of the maximum amount of conducted experiment results. Keywords: Microcantilever, FEM method, Signal to noise ratio