Teoría Modificada del Segundo Gradiente en Vibraciones Naturales de Sistemas de Microvigas Timoshenko por el Método de Elementos Finitos

Abstract

En este trabajo se presenta un análisis numérico de las vibraciones naturales de microactuadores y micro-sensores, modelados como sistemas de microvigas Timoshenko. Dichos sensores son utilizados, entre otros, en dispositivos micro-electro-mecánicos y en dispositivos nano-electro-mecánicos, los cuales resultan de aplicación creciente, especialmente en la industria nano-tecnológica. El modelo se basa en la teoría modificada del segundo gradiente de desplazamientos, que contempla la utilización de tres parámetros de escala de longitud del material para tomar en consideración el efecto de micro-escala de la estructura. Una contribución de interés es que, el modelo propuesto considera dichos efectos de escala en la modelización de todo el sistema de microvigas. El algoritmo desarrollado, se implementa mediante la aplicación del método de elementos finitos, utilizando elementos viga de dos nodos con cuatro grados de libertad por nodo.