تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,116 |
تعداد مقالات | 8,124 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,017,827 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,279,577 |
آنالیز عددی و تجربی ارتعاشات میکروتیر وی شکل میکروسکوپ نیروی اتمی با در نظر گرفتن نانو الیاف پلیوینیل الکل بهعنوان نمونه | ||
مکانیک هوافضا | ||
مقاله 7، دوره 18، شماره 1 - شماره پیاپی 67، خرداد 1401، صفحه 105-122 اصل مقاله (2.79 M) | ||
نوع مقاله: گرایش دینامیک، ارتعاشات و کنترل | ||
نویسندگان | ||
ایرج رضایی1؛ علی صادقی* 2 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران | ||
2نویسنده مسئول: استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران | ||
تاریخ دریافت: 21 تیر 1400، تاریخ بازنگری: 27 آبان 1400، تاریخ پذیرش: 15 آذر 1400 | ||
چکیده | ||
در این تحقیق، رفتار ارتعاشی میکروتیر وی شکل میکروسکوپ نیروی اتمی با در نظر گرفتن نانوالیاف پلیوینیل الکل با داربستها و غلظتهای مختلف بهعنوان نمونه نرم بررسی شده است. با توجه به اهمیت نانوفیبرهای پلیوینیل الکل و کاربرد آنها در علوم پزشکی و صنعت، انجام تحقیقی مستقل در مورد رفتار مکانیکی و ارتعاشی نانوالیاف پلیوینیل الکل، لازم به نظر میرسد. پس از ساخت نانوالیاف پلیوینیل الکل با ساختارها و غلظتهای مختلف، مدول کشسانی و نیروی چسبندگی آنها برای هر دو مد نفوذی و بازگشتی میکروسکوپ به دست آمده است. برای بررسی خواص مکانیکی نانوالیاف پلیوینیل الکل با ساختارهای متفاوت، از میکروسکوپ نیروی اتمی جیپیکی مدل نانوویزارد 2 بههمراه نرمافزار تخصصی آن با ویرایش 96/0/5 استفاده شده است. طبق نتایج، با افزایش غلظت پلیوینیل الکل همانند مد نفوذی میکروسکوپ، مدول کشسانی افزایش یافته، اما چسبندگی کاهش مییابد. برای بررسی رفتار-ارتعاشی میکروتیر از مدل تیر تیموشنکو استفاده شده است. در تحقیق حاضر برای نخستین بار با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، مدول کشسانی نانوالیاف پلیوینیل الکل با داربستها و غلظتهای مختلف، تعیین شده و سپس رفتار ارتعاشی میکروتیر ویشکل میکروسکوپ نیروی اتمی با توجه به پلیوینیل الکل بهعنوان نمونۀ نرم با روش اجزای محدود و با استفاده از تئوری برخورد دی ام تی و همچنین روش تجربی بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که با افزایش مدول کشسانی، نمونۀ فرکانس تشدید و اندازۀ پاسخ فرکانسی در جهت جابهجایی عمودی افزایش مییابند. در نهایت، نتایج مدلسازی عددی با نتایج عملی ناشی از آزمایش، مقایسه شده که همگرایی خوبی را بین آنها نشان میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
میکروسکوپ نیروی اتمی؛ میکروتیر وی شکل؛ پلی وینیل الکل؛ نظریه تیر تیموشنکو؛ مدول کشسانی | ||
مراجع | ||
[1] Binnig G, Quate CF, Gerber C. Atomic force microscope. Physical review letters. 1986;56(9):930.## [2] Rabe U, Hirsekorn S, Reinstädtler M, Sulzbach T, Lehrer C, Arnold W. Influence of the cantilever holder on the vibrations of AFM cantilevers. Nanotechnology. 2006;18(4):044008.## [3] Sahin O, Magonov S, Su C, Quate CF, Solgaard O. An atomic force microscope tip designed to measure time-varying nanomechanical forces. Nature nanotechnology. 2007;2(8):507-14.## [4] Eslami S, Jalili N. A comprehensive modeling and vibration analysis of AFM microcantilevers subjected to nonlinear tip-sample interaction forces. Ultramicroscopy. 2012;117:31-45.## [5] Payam AF. Sensitivity of flexural vibration mode of the rectangular atomic force microscope micro cantilevers in liquid to the surface stiffness variations. Ultramicroscopy. 2013;135:84-8.## [6] Korayem MH, Sharahi HJ, Korayem AH. Comparison of frequency response of atomic force microscopy cantilevers under tip-sample interaction in air and liquids. Scientia Iranica. 2012;19(1):106-12.## [7] Korayem M, Alipour A, Younesian D. Vibration suppression of atomic-force microscopy cantilevers covered by a piezoelectric layer with tensile force. Journal of Mechanical Science and Technology. 2018;32(9):4135-44.## [8] Gholizadeh PashaA H, Sadeghi A. Modeling of Non-Linear Dynamic Behavior of Tapered Atomic Force Microscope Cantilevers Immersed in Different Liquids Based on Theoretical and Experimental Methods. Modares Mechanical Engineering. 2020;21(1):29-37.## [9] Marin E, Rojas J. Evaluation of crosslinking on the water sorption properties of poly (vinyl) alcohol. Int J Pharm Sci Rev Res. 2015;35:189.## [10] Cosgun A, Fu R, Jiang W, Li J, Song J, Song X, et al. Flexible quantum dot–PVA composites for white LEDs. Journal of Materials Chemistry C. 2015;3(2):257-64.## [11] Kumar A, Han SS. PVA-based hydrogels for tissue engineering: A review. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. 2017;66(4):159-82.## [12] Coelho D, Sampaio A, Silva CJ, Felgueiras HP, Amorim MTP, Zille A. Antibacterial electrospun poly (vinyl alcohol)/enzymatic synthesized poly (catechol) nanofibrous midlayer membrane for ultrafiltration. ACS applied materials & interfaces. 2017;9(38):33107-18.## [13] Shim E, Su J, Noro J, Teixeira MA, Cavaco-Paulo A, Silva C, et al. Conductive bacterial cellulose by in situ laccase polymerization of aniline. PloS one. 2019;14(4):e0214546.## [14] Silva IO, Ladchumananandasivam R, Nascimento JHO, Silva KKO, Oliveira FR, Souto AP, et al. Multifunctional chitosan/gold nanoparticles coatings for biomedical textiles. Nanomaterials. 2019;9(8):1064.## [15] Jahanmard-Hosseinabadi F, Amani-Tehrani M. Comprehensive Comparison Between Mechanical Properties of Nanofiber Matrix and Single Nanofibers. Journal of Textiles and Polymers. 2019;7(2):37-46.## [16] Korayem M, Heidary K, Rastegar Z. The head and neck cancer (HN-5) cell line properties extraction by AFM. Journal of Biological Engineering. 2020;14(1):1-15.## [17] Timoshenko S, Goodier J. Theory of Elasticity, 3rd McGraw-Hill. New York. 1951:409.## [18] Song Y, Bhushan B. Simulation of dynamic modes of atomic force microscopy using a 3D finite element model. Ultramicroscopy. 2006;106(8-9):847-73.## [19] Turner J. Non-linear vibrations of a beam with cantilever-Hertzian contact boundary conditions. Journal of sound and Vibration. 2004;275(1-2):177-91.## [20] Cheng FY. Matrix analysis of structural dynamics: applications and earthquake engineering: CRC Press; 2017.## | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 114 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 75 |