Resumen

Las barras unidimensionales a nanoescala son habituales en los nanodispositivos actuales y desempeñan un papel importante en los sistemas nanoelectromecánicos (NEMS) y la nanotecnología relacionada. Motivado por ello, este artículo se ocupa de la flexión y estabilidad de una barra nanométrica, especialmente de una barra flexible sometida simultáneamente a fuerzas verticales concentradas, verticales distribuidas linealmente y horizontales concentradas. El modelo teórico se desarrolla empleando la ley diferencial no local de Eringen. Por lo tanto, las constituciones diferenciales no locales en términos de tensión y momento de flexión a nanoescala se aplican a la formulación clásica de equilibrio para construir el modelo constitutivo no local y, a continuación, determinar las soluciones analíticas para la flexión de dicha barra a nanoescala. Posteriormente, se muestra numéricamente el efecto de una escala no local en las deflexiones del punto medio y las fuerzas internas, y también se examinan las escalas de longitud característica interna y externa. Se revela que la capacidad de resistir la compresión disminuye al aumentar el efecto no local, ya que la escala característica interna no puede despreciarse comparándola con la escala característica externa. Existe un valor umbral para la rigidez a la flexión. Tanto la desviación del punto medio como el momento flector varían monótonamente cuando la rigidez a la flexión del material supera el valor umbral, mientras que las magnitudes mecánicas fluctúan cuando la rigidez a la flexión es inferior a su valor umbral, es decir, para una barra flexible a nanoescala. En consecuencia, se resuelven dos tipos diferentes de predicciones no locales y las controversias relacionadas en el contexto de la ley diferencial no local de Eringen. Se espera que el trabajo sea útil para el diseño, la aplicación y la optimización de barras a nanoescala que soportan flexiones con fuerzas lineales verticales y horizontales.

• Materias:Biotecnología Análisis electroquímico Bioingeniería Nanocompuestos Nanotubos
• Subjects:Biotechnology Electrochemical analysis Bioengineering Nanocomposites Nanotubes
• Palabras claves:ley diferencial no local, valor umbral, rigidez, escalas de longitud características externas, formulación clásica del equilibrio, barra nanométrica dimensional, escala característica externa, barra nanométrica flexible, escala característica interna, modelo constitutivo no local
• Keywords:nonlocal differential law, threshold value, stiffness, external characteristic length scales, classical equilibrium formulation, dimensional nanoscaled bar, external characteristic scale, flexible nanoscaled bar, internal characteristic scale, nonlocal constitutive model