第一章机敏材料与智能结构一、智能材料的概念智能材料结构又称机敏结构（Smart/Intelligent Materials and Structure)泛指将 传感器和驱动器以及有关的信号处理和控制电路集成在材料结构中 ，通过机、热、光、化、电、磁等激励k 控制， 不仅具有承受载荷的能力，而且具有识别、分析、处理及控制等多种功能。能进行自诊断、自适应、自学习、自修理的材料结构智能材料指的是那些对使用环境敏感而且能对环境变化作出灵活反应的材料 .更确切地说， 智能材料是一类集传感、控制、驱动(执行 )等功能于一体的机敏或智能材料一结构系统，它能适时地感知与响应外界环境的变化， 实现自检测、 自诊断、自修复、自适应等多种功能。二、智能材料的分类1、将传感器集成在材料中构成被动机敏结构。能够监测自身的状态（损伤，变形，振动）2、在被动机敏结构中集成驱动器就形成主动机敏结构（不仅能够感知，还能够修正自身满足多种要求）3、主动机敏结构中引入以神经网络为基础的自学习系统，构成智能材料系统（具有广泛的适应性，学习经验等）三、基础智能材料的研究.1 形状记忆基础智能材料.2 压电基础智能材料.3 电/磁流变液基础智能材料.4 磁致伸缩基础智能材料.5 智能凝胶材料.6 聚合物基“人工肌肉.7 自组装基础智能材料.8 光纤基础智能材料四、国外研究特点：1.十分重视对基本规律、特性、机理以及模拟计算方法等的研究，并且认为这是推进智能结构发展的关键。2..基础研究与工程实际应用问题相结合，而且两者平行地进行3.综合结构力学、控制、材料、计算机及试验技术等不同学科交叉进行研究。五、应用前景o 军事智能蒙皮减振降噪自主飞行监控o 工程应用结构健康监测和寿命预测自诊断智能结构实时测量汽车、船舶、土木工程和医学领域o 航空航天领域的应用、航空航天领域的应用1.形状控制2.损伤探测与修复3.振动控制4.分离机构o 飞行器上的应用对飞行器健康状况进行实时监控改善飞行器性能埋置在飞行器蒙皮内的光纤可用于机内o 数据通讯智能蒙皮相控阵雷达利用光纤做成光纤化学传感器以探测飞行器隐秘处的腐蚀六、未来研究方向(1) 高模量、高疲劳寿命、大应变的智能材料的研制. (2) 传感器和致动器数量优化与位置优化列阵的最优数量选择与位置及其优化设计 ,如结构材料的最佳配置等. (3) 强鲁棒性的分层最优化智能控制算法,具有容错能力和局部反馈回路的分布式控制器的在线自适应学习算法. (4) 智能材料的表面处理工艺和自...
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