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轴向移动微纳米梁热弹性非局域耦合强迫振动( Coupled thermoelastic nonlocal forced vibration of an axially moving micro/nano-beam )
X. Zhao C.F. Wang W.D. Zhu Y.H. Li X.S. Wan
自20世纪60年代引入轴向运动材料系统以来，人们对许多不同的轴向运动材料系统，如轴向运动弦、梁、板等进行了几十年的研究。近年来，轴向运动的微/纳米梁在微/纳米机电系统中得到了广泛的应用。由于微/纳米梁的热效应不可忽略，轴向运动微/纳米梁的耦合热弹性振动是一个重要的科学问题。本文分析了轴向运动微/纳米梁的热弹性强迫振动与传热耦合过程。小尺度效应不仅在微/纳米梁的振动方程中被考虑，而且在微/纳米梁的传热方程中也被考虑。采用Eringen非局部弹性理论和经典的Euler-Bernoulli梁模型对轴向运动微/纳米梁的振动方程进行了建模。采用Ⅲ型Green-Naghdi传热模型建立了微/纳米束的传热方程。振动方程和传热方程相互耦合。格林函数、拉普拉斯变换和本征函数展开是求解耦合方程的关键数学工具。在数值算例中，将本文的解与已有文献的结果进行了比较，验证了本文解的正确性。通过数值分析发现，轴向运动微/纳米梁的基本固有频率随轴向速度、小尺度参数和高长比的增大而减小。本研究首次发现热旋转现象。所发现的热旋转现象表明位移与温度同步。温度的旋转方向可以通过改变轴向速度、高长比和加热位置来控制。
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