Surface stress and non-local elasticity effects on the free vibration behavior of nanobeams

Journal article

Authors/Editors

Strategic Research Themes

No matching items found.

Publication Details

Author list: Juntarasaid, C.;Pulngern, T.;Chucheepsakul, S.

Publication year: 2014

Journal: KMUTT Research and Development Journal (0125-278X)

Volume number: 37

Issue number: 4

Start page: 481

End page: 502

ISSN: 0125-278X

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำ เสนอพฤติกรรมการสั่นแบบอิสระของคานนาโนภายใต้การเปลี่ยนแปลงเงื่อนไข ของจุดรองรับ ซึ่งพิจารณาผลของหน่วยแรงที่ผิวสัมผัส (Surface Stress) และลักษณะยืดหยุ่นแบบไม่เฉพาะที่ (Nonlocal Elasticity) ร่วมกัน โดยใช้วิธีเชิงวิเคราะห์ในการแก้ปัญหาโดยตรงเพื่อให้ได้ค่าความถี่ธรรมชาติและรูปแบบการสั่น และตรวจสอบคำตอบด้วยวิธีเชิงตัวเลขโดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าหน่วยแรงที่ผิวสัมผัสและลักษณะยืดหยุ่นแบบไม่เฉพาะที่ส่งผลโดยตรงต่อพฤติกรรมการสั่นอิสระของคานนาโน หน่วยแรงที่ผิวสัมผัส จะส่งผลให้สติฟเนสของคานนาโนสูงขึ้น ทำให้คานนาโนมีค่าความถี่ธรรมชาติสูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบผลจากทฤษฎีคาน พื้นฐานในทุกเงื่อนไขของจุดรองรับ ซึ่งแสดงเห็นชัดในโหมดที่ต่ำของรูปแบบการสั่น ในขณะที่ผลของลักษณะยืดหยุ่นแบบไม่เฉพาะที่ทำให้คานนาโนมีค่าความถี่ธรรมชาติลดลง โดยเฉพาะรูปแบบการสั่นในโหมดที่สูงขึ้นสำหรับคานนาโน ที่พิจารณาผลของหน่วยแรงที่ผิวสัมผัสและลักษณะยืดหยุ่นแบบไม่เฉพาะที่ร่วมกัน ค่าความถี่ธรรมชาติจะอยู่ระหว่าง ค่าของคานนาโนที่พิจารณาผลของหน่วยแรงที่ผิวสัมผัสและคานนาโนที่พิจารณาผลของลักษณะยืดหยุ่นแบบไม่เฉพาะที่ เพียงอย่างเดียว เมื่อศึกษารูปแบบการสั่นของคานนาโน ผลของหน่วยแรงที่ผิวสัมผัสจะส่งผลต่อรูปแบบการสั่นในโหมดที่ต่ำเท่านั้น ในขณะที่รูปแบบการสั่นในโหมดที่สูงขึ้นจะใกล้เคียงกับกรณีคานนาโนที่พิจารณาผลของลักษณะยืดหยุ่นแบบไม่เฉพาะที่เพียงอย่างเดียวนอกจากนี้ผลของหน่วยแรงที่ผิวสัมผัสและลักษณะยืดหยุ่นแบบไม่เฉพาะที่จะไม่ส่งผลกระทบ ต่อรูปแบบการสั่นในเงื่อนไขของจุดรองรับแบบยึดหมุนทั้งสองด้าน (pinned-pinned) และจุดรองรับแบบด้านหนึ่งเลื่อน ไถลได้ในแนวดิ่งกับอีกด้านหนึ่งยึดหมุน (sliding-pinned)

Keywords

หน่วยแรงที่ผิวสัมผัส