@article { author = {mamandi, ahmad and اسدی, معصومه}, title = {Design and Simulatuion of a Hybrid Nano Piezoelectric Resistive-Capacitive Accelerometer Sensor}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {4}, pages = {67-82}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {In this paper, design and mathematical simulation of a hybrid piezoelectric capacitive-resistive nano accelerometer sensor has been investigated using Comsol multiphysics finite element software. The governing equation of motion in the transverse direction for a cantilever Euler-Bernoulli beam has been used considering electrostatic and van der Waals-Casimir forces. The effect of existence of piezoelectric layer, piezoresistive and capacitive patches in the bending behavior of the sensor is considered applying the physical properties of piezopatches and then simulated and solved using mathematical modules of the Comsol software. The obtained results are included the values of ∆R/R, ∆V/V and ∆C/C for piezo patches with respect to the variation of applied acceleration of the sensor, stress distribution along the length of the beam and maximum value of von Mises stress to compare with the yield stress of the sensor, deflction of the beam with respect to the variation of applied acceleration of the sensor, fatigue analysis for the sensor and the sensor’s mode shapes and natural frequencies to determine the performance of the sensor. The effects of changes of different values including nano g acceleration and material properties of piezoresistive patch on the behavior of the sensor are also considered in the analyses. It can be observed that nansensor has been satisfctory well designed from measuring sensitivity, stress level and fatigue life point of views.}, keywords = {Nano accelelermeter sensor,Nanocantilever beam,Piezoelectric capacitive-resistive nano sensor,finite element analysis,Comsol multyphysics software,Fatigue analysis}, title_fa = {طراحی و شبیه‌سازی نانوحسگر شتاب‌سنج چندگانه پیزوالکتریک مقاومتی- خازنی}, abstract_fa = {در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی ریاضی یک نانوحسگر شتاب‌سنج ترکیبی پیزوالکتریک خازنی- مقاومتی با استفاده از نرم‌افزار مالتی فیزیک Comsol مورد بررسی قرار گرفته است. معادله حاکم بر جابه­جایی عرضی حسگر با فرض تیر اولر- برنولی یکسر گیردار یکسر آزاد با در نظر گرفتن نیروهای الکترواستاتیک و واندروالس- کازیمیر ارائه شده‌‌است. اثر در نظر گرفتن لایه پیزوالکتریک، پیزومقاومت و صفحه خازنی در رفتار خمشی نانوحسگر با اعمال خواص فیزیکی لایه‌ها به کمک واسط‌های ریاضی در محیط نرم‌افزار Comsol شبیه‌سازی­شده و سپس تحلیل شده‌است. تحلیل نتایج شامل محاسبه مقدار تغییرات مقاومت /RR∆،تغییرات پتانسیل الکتریکی V/V∆ لایه پیزوالکتریک و تغییرات ظرفیت خازنی C/C∆برحسب شتاب، توزیع تنش فون مایزز به­ازای شتاب‌های مختلف و مقایسه بیشینه مقدار تنش با تنش تسلیم حسگر، توزیع خیز بر اساس شتاب وارد­شده به نانوحسگر، تحلیل خستگی و تعیین شکل مودها و فرکانس‌های طبیعی حسگر برای حصول اطمینان از کارکرد آن ارائه شده‌اند. همچنین، تاثیر تغییر پارامترهای مختلف شامل شتاب اعمالی نانو g و تغییر ماده پیزومقاومت بر رفتار حسگر بررسی شده‌‌است. از نتایج به‌دست آمده مشاهده می‌گردد که نانوحسگر از نظر حساسیت اندازه‌گیری، سطح تنشی و عمر خستگی به­طور مناسبی طراحی شده‌‌است}, keywords_fa = {نانوحسگر شتاب‌سنج,نانوتیر یکسر گیردار,نانوحسگر پیزوالکتریک خازنی- مقاومتی,تحلیل المان محدود,نرم‌افزار Comsol,تحلیل خستگی}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_204813.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_204813_069ef274f667e0e7d6698c6911bf6145.pdf} }