Analysis of Magneto-Electro-Elastic Nanobeams using Meshless Local Petrov-Galerkin Method

Khajehzadeh, Sina and Pilafkan, Reza (2017) Analysis of Magneto-Electro-Elastic Nanobeams using Meshless Local Petrov-Galerkin Method. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (تحلیل نانوتیر مگنتوالکتروالاستیک با استفاده از روش بدون مش پتروگالرکین محلی)
Sina Khajehzadeh.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

During the past decade, researchers have investigated the vibrations of piezoelectric and Piezomagnetic Nano beams. Generally, in addition to displacement fields, owing to the small ratio of height to length of the beams, the electromagnetic fields are also considered as one-dimensional unknown variables. This makes the application of electromagnetic boundary conditions on the upper and lower faces of the beam more rigorous. In this research, free vibrations of Timoshenko Nano beam having magneto-electro-elastic properties and laying on two parameter elastic foundation have been studied, considering the linear nonlocal theory of elasticity with the assumption of one dimensional displacement and two dimensional electromagnetic fields. Free vibrations and mode shapes for Dirichlet and Neuman boundary conditions have also been studied. For validation of the results, the obtained frequencies are compared with those of a similar, fully one-dimensional case. Using the extracted equations for the Timoshenko beam and utilizing the definition of Euler-Bernoulli beam theory, the relations for Euler Bernoulli beam have been established and free vibrations of Euler Bernoulli and Timoshenko beams have been compared. Having the dynamic equilibrium equations of a single beam, those of a bilayer beam are deduced and the vibration behavior of a double layer beam with ideal bonding and with elastic interlayer is investigated. It is confirmed that vibration Frequencies have inverse relation with nonlocal parameter. In addition, nonlocal parameter reduces the static deflection of the beam. Keywords: Electromagnetic Nanobeam, Nonlocal Elasticity, Meshless Methods , Radial Point Interpolation Function, Timoshenko Theory, Bilayer Beam,

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: تحلیل نانوتیر مگنتوالکتروالاستیک با استفاده از روش بدون مش پتروگالرکین محلی
Persian Abstract: در دهه‌ی گذشته ارتعاش نانو تیر‌های پیزوالکتریک و پیزومغناطیس مورد توجه پژوهشگران بوده است. عموما علاوه بر میدان‌های جابجایی، میدان‌های الکترومغناطیس نیز بدلیل کوچک بودن نسبت عرض به طول هندسه تیر، بصورت متغیرهای مجهول یک بعدی در نظر گرفته می‌شود. این امر اعمال شرایط مرزی الکترومغناطیسی بر وجوه بالایی و پایینی تیر را دشوار می‌سازد. در این پژوهش ارتعاش آزاد تیر تیموشنکو دارای خواص مگنتو الکترو الاستیک بر بستر الاستیک دو پارامتری با در نظر گرفتن تئوری الاستیسیته‌ی غیر موضعی خطی، با فرض میدان‌های مکانیکی یک بعدی و میدان‌های الکترومغناطیس دو بعدی بررسی شده است. ارتعاش آزاد سیستم و شکل مود‌ها در شرایط مرزی دیریکله و نیومان بررسی شده است. برای اعتبار سنجی، فرکانس‌های بدست آمده با نتایج مسئله کاملا یک بعدی مشابه، مقایسه شده است. با استفاده از معادلات بدست آمده برای تیر تیموشنکو و با تعریف تئوری تیر اویلر برنولی روابط تیر اویلر برنولی به دو روش بدست آمده و ارتعاش آزاد تیر اویلربرنولی و تیموشنکو مقایسه شده است. با داشتن معادلات تعادل دینامیکی برای یک تیر، روابط برای تیر دولایه بدست‌آمده و رفتارارتعاشی تیر دولایه با پیوند ایده‌آل و با لایه میانی الاستیک بررسی شده است. همچنین رفتار تیر در بارگذاری استاتیک مورد بررسی قرار گرفته است. فرکانس ارتعاشی تیر با پارامتر غیرموضعی رابطه معکوس دارد. پارامتر غیرموضعی خیز استاتیک تیر را کاهش می‌دهد. كليد واژه¬ها: نانوتیر الکترومغناطیس، الاستیسیته غیرموضعی، روش‌های بدون‌مش، تابع درونیاب نقطه‌شعاعی، تئوری تیموشنکو، تیر دولایه
Supervisor:
SupervisorE-mail
Pilafkan, RezaUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 15 Oct 2018 16:19
Last Modified: 15 Oct 2018 16:19
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/772

Actions (login required)

View Item View Item