[صفحه اصلی ]   [ English ]  
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
درباره دانشکده::
معرفی افراد::
امور آموزشی::
امور پژوهشی::
فضاهای تحقیقاتی::
اخبار و رویدادها::
آیین نامه ها و فرم ها::
تسهیلات پایگاه::
::
اطلاعات تماس

AWT IMAGE

آدرس: تهران، میدان رسالت، خیابان هنگام، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک

کدپستی: 13114-16846

صندوق پستی: 163-16765

تلفن:9-77491228

فاکس:77240488

پست الکترونیکی:

meresearch@iust.ac.ir

..
سیستم جامع گلستان

AWT IMAGE

..
..
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
نظرسنجی
سایت دانشکده مکانیک را چگونه ارزیابی می کنید:
عالی
خوب
متوسط
   
..
قطب علمی

AWT IMAGE

قطب علمی مکانیک جامدات تجربی و دینامیک

..
کادمان

AWT IMAGE

کانون دانش آموختگان و اساتید دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

..
:: 98/07/16 دفاعیه دکتری ::
 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۷/۱۶ | 
AWT IMAGE

آقای حسام خاکسار دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر حبیب نژاد، روز سه شنبه 98/07/09 از رساله دکتری خود تحت عنوان "مدل سازی دینامیکی  و کنترل رفتار حرکتی میکرو ذرات در حین نانومنیپولیشن دوبعدی بر روی سطوح زبر​" دفاع کرد. این جلسه ساعت 16 روز سه شنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار شد.

چکیده:

حرکت در حوزه میکرو با پیچیدگی‌های متفاوتی نسبت به حوزه ماکرو مواجه است. از تجهیزات گوناگونی جهت این امر استفاده می‌شود. میکروسکوپ نیروی اتمی یکی از قوی‌ترین این ابزار است. به همین دلیل در این تحقیق به بررسی مجموعه پارامترهای تاثیرگذار در حرکت میکروذرات (منیپولیشن) بر پایه میکروسکوپ نیروی اتمی پرداخته می‌شود. هندسه میکروذرات بیضوی و مکعبی است. ابتدا مکانیک تماس، زبری و برخورد این ذرات بررسی می‌گردد. نتایج جهت تماس سوزن با میکروذره و تماس میکروذره با سطح مبنا بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که میزان عمق نفوذ ایجاد شده در حالت تماس سوزن با میکروذرات بیشتر از تماس میکروذره با سطح مبنا است. نتایج شبیه‌سازی برخورد نشان می‌دهد که بر اساس برخورد نوک سوزن میکروسکوپ نیروی اتمی با میکروذره بیضوی به دلیل سرعت متوسط موجود در حین برخورد در بیشترین حالت یعنی تئوری جماری به میزان 0.15 نانومتر عمق نفوذ و 45 نانونیوتن نیرو ایجاد می‌شود. نتایج زبری بیان می‌کند که با افزایش فاصله جدایش، مقدار نیرو و سطح مقطع نیز کاهش پیدا خواهد کرد.
با توسعه روابط تماسی و برخورد می‌توان شناسایی خواص میکروذرات مختلف را بررسی کرد. پس از بررسی عوامل اولیه دخیل در فرآیند نانومنیپولیشن به مدل‌سازی دینامیکی فاز اول و دوم پرداخته می‌شود. نتایج منیپولیشن مدل‌های مختلف زبری جهت میکروذرات بیضوی نشان می‌دهد، زمان بحرانی چرخش مدل رامپ 0.097 و زمان بحرانی چرخش مدل رابینوویچ 0.096 ثانیه است در حالیکه این مقادیر جهت حالت لغزشی به ترتیب 0.2005 و 0.21 ثانیه می‌باشد. در حالت کلی، دو مدل پروکوپوویچ و کاتاینن که تعداد برجستگی‌های سطحی را بیشتر از یک در نظر می‌گیرند، کمترین نیرو و زمان بحرانی را ایجاد می‌کنند. در زمینه حرکت میکروذرات یا همان فاز دوم، میکروذره مکعبی تحت نیروی ثابت در حدود 0.08میکرومتر در 3 ثانیه، تحت بارگذاری خطی 0.117 میکرو متر، بر اثر نیرو با پروفیل درجه دو در حدود 0.37 میکرون و تحت نیروی سینوسی کمتر از 0.025 میکرون جابجا می‌شود. تاثیر برخورد در منیپولیشن نیز بررسی می‌گردد.
جهت شبیه‌سازی‌ها از مدل دقیق تر جماری استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که بر اثر برخورد اولیه، موقعیت مکانی میکروذره افزایش پیدا خواهد کرد. در نهایت نتایج ارائه شده با نتایج حاصل از نرم افزار ادمز صحت سنجی می‌شود. پس از حصول مسیرهای گوناگون مسیر بهینه جهت حرکت میکروذرات با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک محاسبه می‌گردد. دو نوع مانع ثابت و مانع متحرک در مسیر حرکت واقع است. نتایج مسیریابی اینگونه حاصل می‌شود که برای میکروذره بیضوی میزان طول ایجاد شده در حضور تمام موانع با مقدار 31.23 نانومتر در بیشترین حالت خود قرار دارد. همچنین در نظر گرفتن تئوری‌های زبری رامپ، رابینوویچ، کاتاینن، کوپر و پروکوپویچ باعث کاهش نیرو و زمان بحرانی حرکت میکروذرات خواهد شد. مقایسه نتایج تئوری‌های زبری با یکدیگر نشان می‌دهد که تابع هزینه حالت زبر در حدود 0.1343% از تابع هزینه حالت صاف کمتر است.
 در مورد تاثیر برخورد نیز مشاهده می‌شود که تئوری هرتز با 0.8 درصد تغییرات و تئوری جی کی آر با 1.235 درصد تغییرات نسبت به تئوری مرجع جماری در میزان تابع هزینه تاثیرگذار است. این نتایج جهت میکروذرات مکعبی نیز با اندکی تغییر حاصل می‌گردد. همچنین مسیریابی چند میکروذره و استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی دوسوزنه نیز بررسی خواهد شد. در نهایت بررسی مسیریابی بر روی یک مسیر واقعی انجام می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد طول مسیر بهینه در این مسیر 3.4185 میکرومتر است. صحت سنجی نتایج مسیریابی بیان دارد که میزان خطا در طول برابر با 8.16 درصد و میزان خطا در هزینه برابر با 5.47 درصد است. در نهایت جهت پیگیری مسیر حرکت میکروذرات با استفاده از روش کنترل تطبیقی، فازی لغزشی به کنترل مجموعه میکروسکوپ نیروی اتمی در حضور اغتشاشات پرداخته می‌شود.
 سیستم کنترل تطبیقی فازی لغزشی، طراحی شده برای کنترل فاصله سوزن از سطح مبنا، بعد از 0.8 ثانیه این فاصله را به مقدار مطلوب که همان 50 نانومتر است می‌رساند.نتایج شبیه‌سازی موقعیت سطح مبنا نشان می‌دهد که سیستم، به ازای مقادیر مختلف λ در کمترین حالت سیستم در کمتر از 0.01 ثانیه، کنترل می‌شود. همچنین مقایسه نتایج کنترل سطح مبنا با روش ارائه شده با کنترل مودلغزشی و پی آی دی، بیانگر این موضوع است که، کنترلر طراحی شده پاسخ مطلوب‌تری نسبت به دو گزینه دیگر دارد. در زمینه کنترل سوزن میکروسکوپ نیروی اتمی دو متغیر تغییر شکل سوزن و موقعیت مکانی آن کنترل می‌شود. در نهایت با توجه به اهمیت کنترل مسیر حرکت میکروذرات در یک مسیر مشخص به بررسی این موضوع در مورد میکروذرات بیضوی و مکعبی پرداخته خواهد شد. جهت میکروذرات مکعبی یک مسیر سینوسی و جهت میکروذرات بیضوی یک مسیر درجه دو انتخاب می‌گردد. نتایج نشان می‎‌دهد که، در هر دو حالت و برای هر دو هندسه میکروذره مسیر مطلوب را طی می‌کند.
 
واژگان کلیدی– میکروذرات بیضوی و مکعبی – مکانیک تماس – شناسایی خواص– منیپولیشن – مسیریابی – کنترل- میکروسکوپ نیروی اتمی

 
دفعات مشاهده: 926 بار   |   دفعات چاپ: 25 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر

CAPTCHA
   
سایر مطالب این بخش سایر مطالب این بخش نسخه قابل چاپ نسخه قابل چاپ ارسال به دوستان ارسال به دوستان

School of Mechanical Engineering
Persian site map - English site map - Created in 0.2 seconds with 55 queries by YEKTAWEB 3991