Análisis Dinámico de un Nanotubo de Carbono de Pared Simple Timoshenko-Ehrenfest en Presencia de Efectos Superficiales: La Teoría Truncada
Autores: De Rosa, Maria Anna; Elishakoff, Isaac; Onorato, Antonella; Lippiello, Maria
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis Dinámico de un Nanotubo de Carbono de Pared Simple Timoshenko-Ehrenfest en Presencia de Efectos Superficiales: La Teoría Truncada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Vibración libre
Timoshenko-Ehrenfest
Nanotubo de carbono de una sola pared
Teoría no local
Efectos de superficie
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo principal de este documento es estudiar la vibración libre de un nanotubo de carbono de pared simple Timoshenko-Ehrenfest basado en la teoría no local y teniendo en cuenta los efectos de superficie. Para modelar estos efectos en la respuesta de frecuencia de los nanotubos, utilizamos la teoría elástica no local de Eringen y la teoría elástica de superficie propuesta por Gurtin y Murdoch para modificar la ecuación gobernante. Se presenta una versión modificada de la teoría de elasticidad no local de Timoshenko, conocida como la teoría de viga truncada no local de Timoshenko, para investigar el comportamiento de vibración libre de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs). Usando el principio de Hamilton, se derivan las ecuaciones gobernantes y las condiciones de contorno correspondientes. Finalmente, para verificar la precisión y validez del método propuesto, se realizan algunos ejemplos numéricos. Se evalúan los impactos del coeficiente no local, los efectos de superficie y la longitud del nanotubo en la vibración libre de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs), y los resultados se comparan con los encontrados en la literatura. Los hallazgos indican que la longitud del nanotubo, el parámetro no local y el efecto de superficie juegan roles importantes y no deben ser ignorados en el análisis vibracional de los nanotubos. Finalmente, los resultados muestran cuán efectiva y exitosa es la formulación actual para explicar el comportamiento de las nanovigas.
Descripción
El objetivo principal de este documento es estudiar la vibración libre de un nanotubo de carbono de pared simple Timoshenko-Ehrenfest basado en la teoría no local y teniendo en cuenta los efectos de superficie. Para modelar estos efectos en la respuesta de frecuencia de los nanotubos, utilizamos la teoría elástica no local de Eringen y la teoría elástica de superficie propuesta por Gurtin y Murdoch para modificar la ecuación gobernante. Se presenta una versión modificada de la teoría de elasticidad no local de Timoshenko, conocida como la teoría de viga truncada no local de Timoshenko, para investigar el comportamiento de vibración libre de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs). Usando el principio de Hamilton, se derivan las ecuaciones gobernantes y las condiciones de contorno correspondientes. Finalmente, para verificar la precisión y validez del método propuesto, se realizan algunos ejemplos numéricos. Se evalúan los impactos del coeficiente no local, los efectos de superficie y la longitud del nanotubo en la vibración libre de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs), y los resultados se comparan con los encontrados en la literatura. Los hallazgos indican que la longitud del nanotubo, el parámetro no local y el efecto de superficie juegan roles importantes y no deben ser ignorados en el análisis vibracional de los nanotubos. Finalmente, los resultados muestran cuán efectiva y exitosa es la formulación actual para explicar el comportamiento de las nanovigas.