view in publisher's site

Nonlinear frequency behaviour of magneto-electromechanical mass nanosensors using vibrating MEE nanoplates with multiple nanoparticles

Nanomechanical mass sensors are promising candidates for low-cost, rapid and sensitive detection of ultrasmall particles such as biomolecules, bacteria and pollutant objects. This advanced mass sensors function based on the change in the vibration behaviour due to the nanoparticle attachment. A nonlinear continuum formulation is developed in this analysis for the large-amplitude vibrations of magneto-electromechanical mass nanosensors. The strain gradient influence and the effect of the nonlocality of stress components are incorporated into the nonlinear analysis via a higher-order scale-dependent theory of elasticity. The nanomechanical sensor makes use of vibrating magneto-electro-elastic (MEE) nanoplates with several possible locations for trapping nanoparticles. The nonlinear equations of the nanosensor are obtained and solved using Hamilton’s principle and perturbation technique, respectively. A verification study is performed by using available finite element results from the literature for graphene-based mechanical nanosensors. The nonlinear frequency shifts are obtained for different scale-dependent theories and various types of compatibility equations. The influences of the mass, position and number of nanoparticles on the frequency shift are studied considering the effects of stress nonlocality, strain gradient, mass moment of inertia, and geometrical nonlinearity.

رفتار فرکانس غیر خطی نانوحسگرهای جرم مغناطیسی - الکترومکانیکی با استفاده از نانوصفحات ارتعاشی MEE با نانوذرات متعدد

سنسورهای جرم نانو مکانیکی، کاندیدهای خوبی برای تشخیص سریع، کم‌هزینه و حساس ذرات بازار مانند بیومولکول‌ها، باکتری‌ها و اشیا آلاینده هستند. این سنسورهای جرمی پیشرفته براساس تغییر در رفتار ارتعاشی ناشی از اتصال نانوذرات عمل می‌کنند. یک فرمولاسیون پیوسته غیر خطی در این تحلیل برای ارتعاشات دامنه بزرگ نانو سنسورهای جرم مغناطیسی - الکترومکانیکی توسعه داده شده‌است. تاثیر گرادیان کرنش و اثر غیر مکانی مولفه‌های تنش از طریق نظریه الاستیسیته وابسته به مقیاس مرتبه بالاتر در تحلیل غیر خطی گنجانده شده‌است. حسگر نانو مکانیکی از نانو صفحات مغناطیسی - الکترو - الاستیک ارتعاشی (MEE)با چندین مکان ممکن برای به دام انداختن نانوذرات استفاده می‌کند. معادلات غیر خطی نانوحسگر به ترتیب با استفاده از اصل همیلتون و تکنیک اغتشاش بدست‌آمده و حل شده‌اند. یک مطالعه تایید با استفاده از نتایج آلمان محدود موجود از مقالات برای نانو سنسورهای مکانیکی مبتنی بر گرافن انجام شده‌است. تغییرات فرکانس غیر خطی برای نظریه‌های مختلف وابسته به مقیاس و انواع مختلف معادلات سازگاری به دست می‌آید. تاثیرات جرم، موقعیت و تعداد نانوذرات بر تغییر فرکانس با در نظر گرفتن اثرات تنش غیرموضعی، گرادیان کرنش، گشتاور جرمی اینرسی و غیر خطی بودن هندسی مورد مطالعه قرار گرفته‌است.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Civil and Structural Engineering
  • ترجمه مقاله Civil and Structural Engineering
  • مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • ترجمه مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • مقاله Ceramics and Composites
  • ترجمه مقاله Ceramics and Composites
  • مقاله سرامیک و کامپوزیت ها
  • ترجمه مقاله سرامیک و کامپوزیت ها
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.