Un nanoviga en movimiento comprimido axialmente basado en la teoría de esfuerzos de acople no local y el modelo DPL termoelástico
Autores: Abouelregal, Ahmed E.; Askar, S. S.; Marin, Marin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un nanoviga en movimiento comprimido axialmente basado en la teoría de esfuerzos de acople no local y el modelo DPL termoelástico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Nuevo modelo
Vibraciones térmicas elásticas
Elasticidad no local
Modelo termoelástico con desfase de doble fase
Teoría de esfuerzos de pareja modificada
Suposiciones de viga de Euler-Bernoulli
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un nuevo modelo que se puede utilizar para describir vibraciones térmicas elásticas causadas por cambios de temperatura en nanovigas elásticas en respuesta a excitaciones externas transversales. Utilizando la idea de elasticidad no local y el modelo termoelástico de desfase dual (DPL), se derivaron las ecuaciones acopladas de movimiento y transferencia de calor para explicar efectos a pequeña escala. Además, se consideraron la teoría de esfuerzos de pareja modificados (MCST) y las suposiciones de viga de Euler-Bernoulli (EB). La teoría propuesta fue verificada considerando la respuesta termodinámica de las nanovigas moviéndose horizontalmente a una velocidad constante mientras un extremo está sometido a una carga térmica periódica. El sistema de ecuaciones gobernantes se ha resuelto numéricamente con la ayuda de transformadas de Laplace y uno de los algoritmos evolutivos probados. Se investigaron los efectos de cambiar el módulo no local, la magnitud de la fuerza externa y el parámetro de escala de longitud en los campos del sistema. También se muestra cómo el comportamiento de la nanoviga térmica cambia dependiendo de los factores de retraso de fase además de la velocidad horizontal de la viga. Para determinar la precisión de este modelo, sus resultados se compararon con los resultados del modelo de continuidad clásico y conceptos termoelásticos. Los resultados numéricos muestran que cuando la nanoviga se mueve, la escala de longitud puede cambiar los patrones de onda de vibración térmica y mecánica estudiados y los campos físicos. Además, durante las vibraciones estimuladas térmicamente, se deben considerar efectos termodinámicos que tienen implicaciones para el diseño dinámico y la mejora del rendimiento de nanoestructuras.
Descripción
Este artículo presenta un nuevo modelo que se puede utilizar para describir vibraciones térmicas elásticas causadas por cambios de temperatura en nanovigas elásticas en respuesta a excitaciones externas transversales. Utilizando la idea de elasticidad no local y el modelo termoelástico de desfase dual (DPL), se derivaron las ecuaciones acopladas de movimiento y transferencia de calor para explicar efectos a pequeña escala. Además, se consideraron la teoría de esfuerzos de pareja modificados (MCST) y las suposiciones de viga de Euler-Bernoulli (EB). La teoría propuesta fue verificada considerando la respuesta termodinámica de las nanovigas moviéndose horizontalmente a una velocidad constante mientras un extremo está sometido a una carga térmica periódica. El sistema de ecuaciones gobernantes se ha resuelto numéricamente con la ayuda de transformadas de Laplace y uno de los algoritmos evolutivos probados. Se investigaron los efectos de cambiar el módulo no local, la magnitud de la fuerza externa y el parámetro de escala de longitud en los campos del sistema. También se muestra cómo el comportamiento de la nanoviga térmica cambia dependiendo de los factores de retraso de fase además de la velocidad horizontal de la viga. Para determinar la precisión de este modelo, sus resultados se compararon con los resultados del modelo de continuidad clásico y conceptos termoelásticos. Los resultados numéricos muestran que cuando la nanoviga se mueve, la escala de longitud puede cambiar los patrones de onda de vibración térmica y mecánica estudiados y los campos físicos. Además, durante las vibraciones estimuladas térmicamente, se deben considerar efectos termodinámicos que tienen implicaciones para el diseño dinámico y la mejora del rendimiento de nanoestructuras.