مقاله علمی عضو هیئت علمی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه علم و فرهنگ در مجله بینالمللی Nanomaterials منتشر شد. این پژوهش با ارائه مدلی نوین برای تحلیل ارتعاشات غیرخطی نانوشاسیهای متحرک، نقش عواملی مانند اثرات غیرمحلی، انرژی سطح و سرعت حرکت را در پایداری و رفتار دینامیکی این سازههای نانومقیاس بررسی کرده است.
به گزارش سیناپرس، روابط عمومی دانشگاه علم وفرهنگ اعلام کرد مقاله علمی دکتر علی نیکخو، عضو هیئت علمی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه علم و فرهنگ جهاددانشگاهی ، با عنوان «Nonlinear Vibrations and Potential Instabilities of a Nanochassis Traveling a Route with Arbitrarily Tiny Irregularities» در مجله بینالمللی Nanomaterials منتشر شد.
این مقاله به بررسی تحلیلی–عددی ارتعاشات غیرخطی یک نانوشاسی تیرمانند متحرک میپردازد که روی سطحی با ناهمواریهای سینوسی حرکت میکند. در این پژوهش، برای نخستین بار مدلی ارائه شده است که بهصورت همزمان اثرات غیرمحلی بودن (Nonlocality)، انرژی سطح (Surface Energy) و غیرخطی بودن هندسی را در تحلیل رفتار دینامیکی نانوشاسی در نظر میگیرد.
در این پژوهش، با بهرهگیری از تئوری تیر رایلی، تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن (در دو فرم دیفرانسیلی و انتگرالی) و تئوری سطح گورتین–مورداک، معادلات حرکت کوپلشده استخراج و سپس با استفاده از روشهای گالرکین و نیوتن حل شدهاند. همچنین اعتبارسنجی مدل از طریق مقایسه با حلهای تحلیلی در حالتهای ویژه انجام شده که نتایج، تطابق مطلوب مدل ارائهشده با پاسخهای تحلیلی را نشان میدهد.
نتایج مطالعه پارامتری گسترده این پژوهش نشان میدهد که افزایش پارامتر غیرمحلی موجب کاهش تغییرمکانها و افزایش نیروی محوری میشود. همچنین لحاظ کردن انرژی سطح، بهویژه در نانوشاسیهایی با قطرهای کوچک، کاهش قابلتوجهی در تغییرمکانها و لنگر خمشی ایجاد میکند. یافتهها همچنین بیانگر آن است که در سرعتهای بالا و فرکانسهای نزدیک به تشدید، پاسخهای غیرخطی بهطور چشمگیری افزایش یافته و از پیشبینیهای مدل خطی فاصله میگیرند. علاوه بر این، با نزدیک شدن سرعت نانوشاسی به مقدار بحرانی، احتمال بروز ناپایداری دینامیکی بهطور محسوسی افزایش مییابد.
بر اساس نتایج این پژوهش، نادیده گرفتن همزمان اثرات غیرمحلی، انرژی سطح و غیرخطی بودن هندسی در طراحی و کنترل نانووسایل نقلیه میتواند به خطاهای قابل توجهی در پیشبینی رفتار دینامیکی و ارزیابی پایداری این سامانهها منجر شود.
این برونداد پژوهشی حاصل همکاری مشترک بینالمللی میان دکتر علی نیکخو و پژوهشگرانی از دانشگاه جیانگشی چین است.
گفتنی است، این مقاله در مجله بینالمللی Nanomaterials از انتشارات MDPI منتشر شده است. این مجله در پایگاههای Web of Science (WoS) و Scopus نمایه میشود و دارای ضریب تأثیر (Impact Factor) 4.8، ضریب ارجاع (CiteScore) 10.3 و رتبه Q2 است.