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《智能材料結構綜述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、智能材料結構綜述摘要本文綜述了智能材料結構及系統(tǒng)的相關問題，闡述了智能材料的基本概念、分類方法和關鍵技術；描述了智能材料的實際應用現(xiàn)狀和未來發(fā)展。智能材料的研究內(nèi)容十分豐富，涉及許多前沿學科和高新技術，應用領域十分廣闊。智能材料結構系統(tǒng)的研究應用必將把人類社會文明推向一個新的高度。關鍵詞：智能材料結構；關鍵技術；實際應用；未來發(fā)展AbstractInthispaper;therelatedissuesdealtwithsmart/intelligentmaterialsanditssystemsarereviewed.Thebasicconception,classificationandk
2、eytechnologyofthematerialsisexplained.Thepresentsituationandthefuturedevelopmentoftheintelligentmaterialsisdescribed?Theresearchcontentofthematerialsisabundant.ThematerialsdealwithmanyforwardsubjectandhightechniquesandCanbeusedinvariousaspects?Theresearchofsmart/intelligentmaterialsystemswillcertai
3、nlycarryhumanbeings'civilizationtoanewsummit-KeyWards:smart/intelligentmaterials;keytechnology;presentsituation;futuredevelopment1引言材料是人類一切生產(chǎn)和生活水平提高的物質基礎，是人類進步的里程碑。隨著科技的發(fā)展，特別是20世紀80年代以來，現(xiàn)代航天、航空、電子、機械等高技術領域取得了飛速的發(fā)展，人們對所使用的材料提岀了越來越高的要求，傳統(tǒng)的結構材料或功能材料已不能滿足這些技術的要求，材料科學的發(fā)展由傳統(tǒng)單一的僅具有承載能力的結構材料或功能材料，向多功能化、智能化
4、的結構材料發(fā)展。20世紀80年代末期，受到自然界生物具備的某些能力的啟發(fā)，美國和H本科學家首先將智能概念引入材料和結構領域，提岀了智能材料結構的新概念。智能材料結構又稱機敏結構（Smart/lntelligentMaterialsandStructures）,泛指將傳感元件、騾動元件以及有關的信號處理和控制電路集成在材料結構中，通過機、熱、光、化、電、磁等激勵和控制，不僅具冇承受載荷的能力，1仏冃具冇識別、分析、處理及控制等多種功能，能進行自診斷、自適應、自學習、自修復的材料結構。智能材料結構是一門交叉的前沿學科，所涉及的專業(yè)領域非常廣泛，如:力學、材料科學、物理學、生物學、電子學、控制科學
5、、計算機科學與技術等，目前各國都冇一大批各淫科的專家和淫者正積極致力于發(fā)展這一淫科。2智能材料結構的概念和分類2.1智能材料結構的概念智能材料結構是將傳感元件、驅動元件和控制系統(tǒng)結合或融合在基體材料中的一種結構。這種結構不僅具有承受載荷的能力，還具有識別、分析、判斷、動作等額外功能。具體地說,就是具有檢測（應變、損傷、溫度、壓力及各種制導光源）、通信（數(shù)據(jù)傳輸）、動作（改變結構外形和結構應力分布、改變電磁場及光學反射能力和數(shù)字選擇能力、改變透氣性和通風）等功能，即結構件本身具有自診斷、自適應、自修復、自増殖、自衰減等能力。如將基體材料看作人體的骨骼，則智能材料結構就相當于由神經(jīng)、肌肉、大腦和
6、骨骼組成的系統(tǒng)。因此可將智能材料結構定義為：將具冇仿生命功能的材料融合于基體材料中，使制成的構件具有人們期望的智能功能，這種結構稱為智能材料結構。仿生命功能是人們期望的功能，如光纖埋入復合材料中就具冇了解結構中的應變和溫度的功能，埋入的形狀記憶合金絲可以使結構動作、改變結構的形狀和應變等。因此，融合于材料中的傳感元件相當于人體神經(jīng)系統(tǒng)，具冇感官功能；驅動元件相當于人體的肌肉；計算機系統(tǒng)相當于人的大腦，它將根據(jù)從傳感元件得到的信息指揮驅動元件動作。從工程角度來說，智能材料結構是將仿生命功能的材料融合于基體材料屮，使制成的構件具冇人們期望的智能功能；從解剖學角度來看，智能材料相當于一個由骨骼(S
7、keleton)神經(jīng)(Nerve)肌肉(Mussel)和大腦(Brain)組成的系統(tǒng)。這其屮基體材料(Matrix)相當于人體的骨骼，融合于基體材料中的傳感元件(Sensor)相當于神經(jīng)系統(tǒng)，具有感官功能，驅動元件(Actuator)相當于人體的肌肉，處理和控制系統(tǒng)(ProcessingandControlSystem)可視為人的大腦,它根據(jù)從傳感元件得到的信息經(jīng)分析判斷后指揮驅動元件動作，實現(xiàn)自診斷(Sel
