智能复合材料研究发展概况
智能复合材料及其应用
智能复合材料及其应用一、智能复合材料的概念智能复合材料是指将传感器、执行器、控制器等智能元件嵌入到复合材料中,使其具备感知、响应和控制等功能的一种新型材料。
智能复合材料的基本原理是利用传感器获取环境信息,经过控制器处理后,通过执行器实现对环境的响应和调节。
智能复合材料具有自适应性、自修复性、自诊断性等特点,被广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑结构等领域。
二、智能复合材料的种类1. 电致变形智能复合材料电致变形智能复合材料是指在外加电场作用下,由于内部极化强度改变而发生形变的一种智能材料。
常见的电致变形智能复合材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)等。
2. 形状记忆合金形状记忆合金是指在外界温度或应力作用下,可以恢复到预先设定形状的一种智能材料。
常见的形状记忆合金有Ni-Ti合金、Cu-Zn-Al合金等。
3. 光致变形智能复合材料光致变形智能复合材料是指在光作用下,由于内部分子结构改变而发生形变的一种智能材料。
常见的光致变形智能复合材料有聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)等。
三、智能复合材料的应用1. 航空航天领域智能复合材料在航空航天领域中被广泛应用。
例如,智能复合材料可以用于制造飞机机身、机翼等部件,可以提高飞机的强度和刚度,并且可以实现自适应控制,提高飞行安全性。
2. 汽车工业智能复合材料在汽车工业中也有广泛应用。
例如,利用电致变形智能复合材料制造汽车挡风玻璃,可以实现自动调节透明度和反射率;利用形状记忆合金制造汽车发动机部件,可以提高发动机效率和寿命。
3. 建筑结构智能复合材料在建筑结构中也有应用。
例如,利用光致变形智能复合材料制造自调节窗户,可以根据室内温度和光照强度自动调节窗户的透明度和反射率;利用电致变形智能复合材料制造自适应隔音墙,可以根据环境噪声自动调节隔音效果。
四、智能复合材料的发展趋势随着科技的不断进步和人们对材料性能要求的不断提高,智能复合材料将会得到更广泛的应用。
智能材料的研究进展及其应用前景
智能材料的研究进展及其应用前景智能材料是指具有对外界刺激响应能力的材料。
它们能够根据环境的变化自主变形、修改或实现其他特殊的性能。
智能材料包含多种类型,例如形状记忆合金、聚合物材料、电致变材料、光致变材料等。
智能材料应用广泛,包括生物医学、环境治理、能源、航空等领域。
智能材料的研究已有多年历史。
20世纪60年代,美国陆军研究所的研究人员发现了一种新型合金——形状记忆合金。
这种合金具有压缩后自动回复原来形状的特性。
从此,智能材料的研究开始引起人们的关注。
随着科技的不断进步,智能材料的种类与应用也越来越广泛。
聚合物智能材料是一种独特的材料,其中聚合物是一种高分子材料。
聚合物智能材料具有快速响应的特性,而且物理、化学、电学、热学和光学性质都可以通过途径调节。
因为它们的特殊性质,聚合物智能材料被广泛应用于生物医学、环境治理、电子仪器以及新能源研究领域等。
智能材料应用于医疗健康领域在过去十年中取得了长足进展。
例如,生物酶适配体材料是一种获得快速发展的智能材料,是针对DNA、蛋白质、药物等生物物种的排布所设计的。
这种材料可以用于检测生物标志物、诊断许多疾病和癌症,甚至可以治疗某些疾病,如糖尿病、血友病。
环境治理是智能材料的另一应用领域。
例如,来自上海交通大学的一组研究人员已经成功制造出一种新型的光致变色纳米复合材料,其可以根据外界光的强度和波长自愿发生颜色变化。
这种材料在环境治理或者城市规划中可以用于调节建筑外观颜色,增强建筑的吸收光线能力,节约能源。
智能材料的研究应用前景非常广阔。
未来可以预见的应用领域包括建筑行业、电子仪器、能源领域、航空领域以及生物医学领域等。
例如,能在水下自主完成任务的智能机器人将成为未来航空领域发展的一个重要方向。
智能材料在能源领域的应用,也将会极大地优化现有设备的性能,并推动可再生能源的发展应用。
虽然智能材料有许多优点,但是目前其成本较高,制造与应用还存在一定的技术难度。
然而,随着技术的不断进步以及应用领域的不断拓展,智能材料未来的应用前景将会非常广泛。
复合材料的发展趋势
复合材料的发展趋势复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
随着科技的不断发展,复合材料的应用范围也在不断扩大,其发展趋势也日益明显。
一、多功能化随着人们对材料性能要求的不断提高,复合材料的多功能化成为了发展的趋势。
多功能化的复合材料不仅具有传统材料的性能,还具有其他的功能,如自修复、自感应、自适应等。
这些功能的加入,使得复合材料的应用领域更加广泛,如航空航天、汽车、建筑等领域。
二、轻量化随着环保意识的不断提高,轻量化成为了复合材料发展的重要方向。
相比于传统材料,复合材料具有更轻的重量和更高的强度,可以减少能源消耗和减少环境污染。
因此,轻量化的复合材料在汽车、航空航天等领域的应用越来越广泛。
三、智能化随着人工智能技术的不断发展,智能化的复合材料也成为了发展的趋势。
智能化的复合材料可以通过传感器、控制器等设备实现自动化控制和监测,具有更高的安全性和可靠性。
智能化的复合材料在航空航天、建筑等领域的应用也越来越广泛。
四、可持续发展随着环保意识的不断提高,可持续发展成为了复合材料发展的重要方向。
可持续发展的复合材料需要具有可再生性、可降解性等特点,可以减少对环境的影响。
因此,可持续发展的复合材料在包装、建筑等领域的应用也越来越广泛。
五、高性能随着科技的不断发展,高性能的复合材料也成为了发展的趋势。
高性能的复合材料具有更高的强度、更高的刚度和更高的耐热性,可以满足更高的应用要求。
高性能的复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域的应用也越来越广泛。
六、数字化随着数字化技术的不断发展,数字化的复合材料也成为了发展的趋势。
数字化的复合材料可以通过计算机模拟、虚拟现实等技术实现设计、制造和测试,可以提高生产效率和产品质量。
数字化的复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域的应用也越来越广泛。
复合材料的发展趋势是多功能化、轻量化、智能化、可持续发展、高性能和数字化。
这些趋势的发展,将会推动复合材料在各个领域的应用不断拓展,为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
复合材料发展现状及制造智能化措施探讨
复合材料发展现状及制造智能化措施探讨杭州高科复合材料有限公司摘要:因为复合材料制造的特殊性质,因此,在构建复合材料数字化工厂时,与其他行业有着自己独特的特点和困难,具体体现为:产品质量稳定性差,产品研发周期长,离散型制造,制造过程大多为特种工艺,这些都是构建数字化工厂时无法避免的问题,特别是要实现持续的生产。
关键词:复合材料;制造;智能化引言在向数字化、智能化制造转型过程中,复合材料专业面临着巨大的难度和挑战。
然而,它也是现代航天制造中的一个非常重要的组成部分,它的转型已经成为一种必然趋势。
因此,如何对复合材料制造体系的专业、要素、流程和应用技术进行准确地分析,将会成为数字化工厂建设成功的一个关键因素。
一、复合材料概述及发展现状在现代科技持续突破和发展的今天,单纯依靠一种物质的性质,已无法达到应用要求,因此,复合材料成为新一代物质基础理论的一个切入点。
复合材料指的是由金属、高分子、无机非等几类材料以各种方式进行复合而得到的新型材料。
这些材料中的每一种成分之间都可以互相补充,又可以进行相关的协同,它们拥有着单一材料无法相比的优点。
在宇航工业中,由于使用条件的严酷,对新型复合材料提出了更高的要求,将其用于航空工业,能够达到:(1)减轻设备重量。
可以提高载重,降低能耗;(2)机械性质优良;(3)在高、低温度和强腐蚀条件下,具有良好的结构和性能;(4)能够进行结构与性能集成的物质结构的可设计;(5)能够适应电磁屏蔽和热烧蚀保护等各种性能要求。
重量轻,可靠性高,使用寿命长,性能高,一直是航天器发展的方向。
在航空航天工业中,高性能复合材料能够很好地解决各种问题,其数量越来越多地代表着飞行器的技术水平。
航空航天领域,作为结构/功能或结构/功能集成部件的新型复合材料(如: CNFs)在导弹、运载火箭、人造卫星等航空航天器中具有无可取代的地位,其在航空航天器中的使用程度与规模直接影响着我国军事力量的跨越与发展以及导弹的发展。
智能材料的研究进展及应用前景
智能材料的研究进展及应用前景
智能材料是继传统材料和常规复合材料之后的新型高技术材料,它根据人们的需要设计并制备出各种新型材料及产品,它们可逆地响应和处理人、环境及外部的作用,使材料随动、敏感、自适应,且兼有镍控制与执行的功能。
智能材料是由功能材料与智能单元构成的复合材料,功能材料是具有光、电、磁、声、热、力学和化学某些重要性能的材料,而智能单元则是具有自感知、自适应、自诊断、自修复功能的组件。
近年来,智能材料在各领域的应用越来越广泛,下面是一些具体的应用示例:
1. 智能调节:智能材料可以根据环境条件和外部作用进行自适应调节,例如,调节温度、湿度、压力等。
2. 生物医学应用:智能材料可以用于制造医疗器械和药物,如智能药物和智能假肢。
3. 建筑领域:智能材料可以用于制造智能建筑,例如,可以自动调节室内温度和湿度的建筑。
4. 航空航天领域:智能材料可以用于制造飞机和卫星的机翼和机舱,以优化空气动力学性能和减少能量损失。
5. 能源领域:智能材料可以用于制造太阳能电池板和风力发电机,以优化能源效率和减少能源损失。
总之,智能材料的研究和应用前景非常广阔,它们可以应用于各个领域,为人类带来更多的便利和福利。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势智能材料是指能够根据外部刺激产生响应或改变其性质或功能的一类材料。
它们具有诸如形状记忆、敏感性、自修复等特点,能够为人类创造更高级别的产品和应用。
智能材料的研究发展已经取得了显著的成果,在许多领域有着重要的应用前景。
目前智能材料的研究重点包括材料的设计和合成、性能测试与表征、应用开发等方面。
关于智能材料的合成方法和加工工艺是研究的核心,主要包括基于聚合物的智能材料、复合材料和纳米材料等方向。
研究人员通过调控材料的结构和成分,实现材料的各种智能特性,并探索材料的新应用。
研究者还致力于开发智能材料的表征和测试方法,对其性能进行评估和监控。
在智能材料的应用方面,目前已经涉及到了许多领域。
医疗健康和生物医学是研究者们最为关注的领域之一。
智能材料在这些领域中的应用包括可穿戴设备、仿生材料、药物释放系统等。
智能材料还在能源存储与转换、电子器件与传感器、催化剂等领域中有着广泛的应用。
由于其在各种领域中的应用前景巨大,智能材料的研究也受到了越来越多研究机构和企业的关注。
未来发展趋势方面,智能材料的研究将会围绕以下几个方向进行深入探索。
随着人工智能和大数据等新技术的发展,智能材料将更加强调与其他智能系统的融合。
智能材料将通过感知能力和反馈机制与周围环境进行信息交流,实现更加智能的功能和性能。
智能材料的可持续性和环保性将成为未来研究的重点。
研究者将探索更加环保的制备方法和回收利用技术,开发可降解、可循环利用的智能材料,实现资源的有效利用和环境的保护。
智能材料在微纳尺度和多尺度系统中的应用也将成为未来研究的热点。
微纳尺度的智能材料可以实现更高级别的精确控制和响应,有望在生物医学、能源存储等领域中发挥重要作用。
跨学科和跨行业的合作将是未来智能材料研究的重要趋势。
智能材料的研究需要物理、化学、生物、工程等多学科的交叉融合,同时也需要与各个行业的合作,以实现智能材料的创新和应用。
智能材料的研究已经取得了丰硕的成果,未来仍然有着广阔的发展空间。
航空航天先进复合材料研究现状及发展趋势
1、高强度、高刚度
先进复合材料具有高强度、高刚度的特点,能够承受较大的载荷,并保持结 构的稳定性。
2、重量轻
先进复合材料的密度较低,相较于传统金属材料,其重量轻可达50%-70%。
3、耐腐蚀性强
先进复合材料具有较好的耐腐蚀性,可以在各种恶劣环境中长期使用。
4、可设计性强
先进复合材料可以通过不同的工艺和组合方式,实现各种不同性能和功能的 材料设计。
航空航天先进复合材料研究现 状及发展趋势
目录
01 一、走进航空航天复 合材料
02 二、航空航天先进复 合材料的研究现状
03 三、航空航天先进复 合材料的发展趋势
04 四、总结
05 参考内容
随着航空航天技术的飞速发展,对材料的要求也日益苛刻。作为一种新兴的 材料,先进复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛。本次演示将介绍航空航 天先进复合材料的研究现状及其发展趋势。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、智能化
未来先进复合材料将朝着智能化方向发展,实现材料的自我感知、自我修复、 自我控制等智能化功能,提高材料的使用效率和安全性。
4、广泛应用化
随着先进复合材料制备技术的不断完善和成本的逐渐降低,未来先进复合材 料将广泛应用于各种领域,包括航空、航天、汽车、船舶、电力、医疗等。
四、结论
先进复合材料作为一种新兴的材料,具有高强度、高刚度、重量轻、耐腐蚀 性强和可设计性强等特点,在航空航天领域有着广泛的应用前景。未来,随着科 技的不断发展和技术的不断完善,先进复合材料将朝着高性能化、绿色环保化、 智能化和广泛应用化方向发展。相信在不久的将来,先进复合材料将在航空航天 领域发挥更大的作用,推动航空航天事业的不断发展。
4.跨领域合作与交流
智能材料的研究现状和发展趋势
智能材料的研究现状和发展趋势智能材料是指能根据外界环境变化自动进行调节、实现预定功能的材料。
其包括响应型材料和自愈型材料两种类型。
响应型材料能够对发生的变化做出反应,刺激响应的方式包括光、电、磁、力等;自愈型材料则能够自主修复损伤,使其迅速恢复原状。
智能材料的研究已取得了许多成果,同时也面临着许多挑战。
本文将就智能材料的研究现状和发展趋势进行探讨。
一、智能材料的研究现状1.响应型材料(1)形状记忆合金形状记忆合金是一类能够通过变温或加热来改变其形状,且能够恢复原状的材料。
其主要应用领域包括军事、医疗、家居等。
例如在医疗领域中,可以制作成支架,应用于心脏血管病患者治疗中。
(2)电致变色材料电致变色材料是能够在外加电场作用下改变颜色或透明度的材料。
应用于智能玻璃、显示器件的制作中,使这些设备达到更好的可视性。
(3)压电材料压电材料是指当施加一定力量后,产生电荷或电势变化的材料。
被广泛应用于制作超声波发生器、扬声器等领域。
2.自愈型材料(1)自愈水凝胶自愈水凝胶是一类能够自动修复形成裂缝、划痕等损伤的材料。
其应用范围非常广泛,包括航空、军事、汽车领域,是目前最领先的自愈材料之一。
(2)骨架材料骨架材料是由高强度材料和自愈复合材料构成,能够自主修复损伤。
其适用于固体设计领域,如高楼、桥梁等大型工程建筑。
(3)自愈聚合物自愈聚合物是一种能够自动修复穿刺、爆炸等造成的损伤的材料。
其应用领域包括航空、能源等重要行业。
二、智能材料研究的发展趋势1. 微纳技术应用拓展随着微纳电子技术的不断发展,许多智能材料的微纳结构和功能得到了进一步拓展和完善。
例如微纳米加工技术获得广泛应用,不仅可以使响应型材料实现更精确的响应,而且可以使复杂結构的自愈型材料制造得更加简单容易。
2. 多功能材料的现场制造现场制造是指在实际工作环境中直接制造、运用材料的过程。
多功能材料的现场制造需要具备高效的反应性和可控性等特性。
多功能的智能材料具有制备过程简单等优点,可在未来的环境污染控制、太空探索等领域得到更广泛的应用。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势作者:胡杰来源:《商情》2019年第48期【摘要】智能材料这一概念在上世纪80年代首次被提出,近年来,关于智能材料在航空航天领域的研究与应用被频繁提及。
由于智能材料具备着结构整体性强、可塑性高、功能多样化等优点,因此在航空航天领域得到了广泛的研究与使用,首先根据功能性的不同对智能材料进行了系统的分类与概述,然后对当前智能材料在航空航天领域的主要应用进行了系统性的分析与总结,最后对智能材料在未来的航空航天的应用前景中进行了进一步地展望。
【关键词】智能材料复合材料航空航天功能多样化1; 引言进入二十一世纪以来,全球各大航空航天强国在航天航空领域投入了大量的研发资金,而作为航空航天领域重要环节的航天材料,近年来也不断有着新的突破,而其中被提及最多的就是智能材料在航空航天领域的应用。
近年来国内外各国也均加快了各自在该领域的研发使用发展进度,主要的研究大方向还是集中在了智能检测、结构稳定性、低成本化等方向上,本文着重对相关部分进行系统性的概述与总结。
2; 航空航天领域智能复合材料的功能介绍2.1 智能复合材料在航天结构检测方向的应用智能复合材料在航空航天器中的应用,主要是通过将传感器以嵌入的方式与原始预浸料铺层以及湿片铺层等智能复合材料紧密键合,最终集成在控制芯片控制器上实现对整个系统的实时监控诊测、自我修复等供能,值得注意的是,在这一过程中,智能化不仅仅是符合材料的必要功能,复合材料在很大程度上可以有效承受比传统应用材料更大外界机械压力[1]。
除此之外,由于智能复合材料作为传感器的铺放衬底,因此智能复合材料还可以实现对整个材料内部结构的状况进行收集并且将出现的诸如温度异常、结构异常、表面裂痕等隐患及时反馈至中央处理器,这在一定程度上可以有效实现整个系统内部的检测与寿命预测,在这方面的技术上,美国的Acellent公司研发的缠绕型复合材料以压力感应的形式,按照矩形布线形式对整个飞船的壳体实现损伤检测,其中主要根据检测到的损伤前后信号的差异进行归一化处理,对反馈的信号进行侦测辨认,最终确定损伤位置以及损伤的程度采集。
复合材料发展及应用未来趋势
复合材料发展及应用未来趋势一、、复合材料的未来复合材料的未来前景光明。
随着气候问题成为全球工业议程的重中之重,我们看到汽车和航空航天行业正在推动新的发展。
电动汽车、电动出租车、更智能的交通选择以及对增强的航空航天轻量化的需求意味着复合材料的用途正在扩大。
从特斯拉到ZeroAvia,从垂直航空航天到可再生能源供应商,界限正在被突破,动态发展每天都在发生,智能复合材料看起来将继续存在。
1.材料创新作为复合材料未来发展的关键因素,材料创新往往处于复合材料趋势的最前沿。
不断开发更新、更轻便、可回收的选项,而不会对其承载能力产生负面影响。
此外,现在复合材料备受关注,外观变得越来越重要,客户希望根据项目和设计定制所选产品的美观性。
随着复合材料的快速发展,大部分传统材料很快会被取代。
2.智能复合材料智能复合材料也被称为“反应性材料”,它既现代又多样化。
智能复合材料应用于一系列行业,通常使用热固性或热塑性塑料作为其基质的一部分。
它们只需选择正确的合适基质材料,就能挑选出耐热、耐化学性和耐候性等特性。
最终结果是什么?一种完全定制的智能复合材料,它足够智能,能够理解环境条件并以所需的方式做出反应。
无论是温度还是光线的差异,智能复合材料都能够响应环境变化,而无需任何其他电气或远程控制。
3.轻质复合材料对于许多因多种原因而依赖重量的行业来说,能够生产轻质复合材料绝对至关重要。
顾名思义,轻质复合材料旨在减轻重量,这对于航空航天、交通运输和基础设施等行业来说是一项关键特性。
得益于先进的制造技术,轻质复合材料易于处理、耐用、易于安装且坚固耐用。
它们还可以降低项目成本并有助于确保遵守监管要求。
3.1汽车轻量化先进的汽车轻量化复合材料显著改善了产品设计,从而带来了更安全、更时尚的解决方案。
随着人们对更省油汽车的追求,对更优质、更智能的复合材料的探索正在快速进行。
为了满足汽车轻量化的需求,我们看到了复合材料和组件模型的先进发展。
随着汽车行业寻求减少其碳足迹,复合材料正在帮助证明自然并不一定在道路的起点处结束。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势智能材料是一种具有自感知、自适应、自诊断、自修复和自动反应等功能的新型材料,是当今材料科学和工程领域的研究热点之一。
智能材料的应用领域广泛,涉及到军事、航空航天、汽车、医疗器械、建筑、环境保护和可穿戴设备等领域,对于提升产品性能、延长使用寿命、降低维护成本具有重要意义。
目前,智能材料的研究现状主要聚焦在以下几个方面:一、生物仿生智能材料研究生物仿生智能材料是基于生物体内部复杂的结构和功能,模拟生物体的某些结构和功能原理而设计的新型智能材料,如仿生智能材料的光敏、温敏、机械敏感性等。
目前,生物仿生智能材料的研究涉及到仿生结构、仿生材料和仿生功能的设计和制备,包括仿生纳米片、仿生多孔结构和仿生复合材料等。
这些材料在生物医学、机器人和传感器等领域具有巨大的应用前景。
二、智能材料的功能化改性研究智能材料的功能化改性是指在传统材料的基础上,通过加入合适的功能组分或控制其微观结构,使其具有感应、响应等特定功能的改性过程。
目前,智能材料的功能化改性研究主要集中在液晶材料、形状记忆合金、电致变色材料、光敏材料、压敏材料等方面,通过对材料的结构和性能进行调控,实现材料的智能化。
三、智能材料的制备技术研究智能材料的制备技术主要包括化学合成、物理制备、生物制备和仿生制备等多种手段,同时也涉及到纳米技术、生物技术、材料工程等多个学科的交叉。
目前,智能材料的制备技术正在不断地向纳米尺度、高性能和多功能化方向发展,如采用纳米材料、生物模板、自组装技术等方法,实现智能材料的精准设计和高效制备。
随着科学技术的不断进步,智能材料的研究未来将呈现出以下几个发展趋势:一、智能材料的多功能化随着人们对材料性能要求的不断提高,智能材料的未来发展趋势将朝着多功能化方向发展。
未来的智能材料不仅具有自感知、自诊断、自修复、自适应等基本功能,还将具有多种功能的集成和协同作用,如光、电、热、声等多种功能的融合,从而实现更加智能、多样化的应用。
智能材料和结构的研究与开发
智能材料和结构的研究与开发智能材料和结构是近年来备受瞩目的领域。
它们具有智能响应、自修复、形变等特性,已被广泛应用于军事、航空航天、医疗、建筑、能源等领域。
在未来,智能材料和结构的发展将成为人类技术进步的一个重要方向。
本文将探讨智能材料和结构的研究现状、应用前景和未来发展趋势。
一、智能材料的研究现状及应用智能材料是指在受到外部刺激(如温度、光、电磁场等)时能够自动或自主地产生变化,以实现对外界环境的感知和响应的一种新型材料。
目前,针对智能材料的研究主要包括形状记忆合金、电敏感材料、磁致伸缩材料、智能涂层材料、智能纳米材料等。
智能材料最常见的应用领域为军事和航空航天领域。
在军事上,利用智能材料制作的自主引导武器、自适应结构体等,可以大大提升作战能力;在航空航天领域,一些研究成果也被广泛应用,如利用智能材料制作的飞机翼和机身可以自行修复裂缝和减小空气阻力。
此外,智能材料还在医疗、建筑、能源等领域有广泛应用。
例如在医疗中,智能材料可用于人工心脏起搏器、智能体外循环等医疗设备制作;在建筑中,智能材料可用于建筑隔音、节能、抗震等领域;在能源中,智能材料可用于高效能源获取和储存。
二、智能结构的研究现状及应用智能结构是指能够自动感知和控制自身形变、强度、稳定性等性能的新型结构。
它包括智能陶瓷、纤维增强复合材料、智能混凝土、智能钢结构等。
智能结构最常见的应用领域为建筑和桥梁工程。
例如在建筑中,智能结构可用于减震、消音、防火、节能等领域;在桥梁工程中,智能结构可用于提高承载能力、抗震能力和延长使用寿命。
三、智能材料和结构未来发展趋势智能材料和结构的未来发展趋势可以从以下几个方面来展开:1.开发更为复杂的智能结构。
未来的智能结构将会更加复杂,并将整体结构化、模块化,以提高自身的智能性。
2.应用范围的扩展。
未来智能材料和结构的应用范围将会继续扩展,并进一步渗透至智能机器人领域。
3.发展基于智能材料和结构的新型技术。
未来将会发展出基于智能材料和结构的新型技术,如智能感知系统、智能控制系统等。
人工智能在复合材料研究中的应用
人工智能在复合材料研究中的应用1人工智能在复合材料领域的应用近年来,复合材料一直受到科学家及工程师的重视。
复合材料由不同材料(如金属、陶瓷、塑料)组合而成,其表达能力很强,能以更为独特的外观和性能,满足更多的应用需求,因此复合材料领域被认为在未来将变得越来越重要。
为了更好地开发、制造复合材料,如何提高性能、减少制造成本,使产品具有良好的环境友好性,已经成为复合材料研究者关注的重点。
而近年来,人工智能技术也不断地发展,在复合材料领域有着广泛而全面的应用。
首先,人工智能技术在复合材料研究领域的应用,已经从计算机有限元的计算、材料性能计算迈入了智能设计阶段,可以帮助材料工程师们更快更准确地预测复合材料的表现。
比如说,在复合材料研究领域,针对空间结构的机器学习技术可以帮助材料工程师们快速预测材料的整体性能水平,有效缩短复合材料的开发周期。
其次,人工智能技术在复合材料研究领域的应用,还可以帮助工程师们准确地预测复合材料的力学性能,改善复合材料的疲劳强度,使材料的结构更加均匀,以及使材料的失效模式更加清晰可见。
比如说,一种新型复合材料的开发,可以利用深度神经网络技术,通过模型训练来准确预测材料的力学性能,从而最大程度地提高复合材料的性能并降低制造成本。
上述只是人工智能技术在复合材料研究领域应用的一些实例,人工智能技术已经从传统的复合材料设计、计算领域发展到了智能化设计,其最终的目的依然是通过研究复合材料的性能、方向以及结构,来改善复合材料的性能,为复合材料的开发提供更加精准、快捷的解决方案。
随着近年来人工智能技术的发展,人工智能在大大提高复合材料的开发效率和研究水平方面,具有不可替代的作用,可以有效帮助复合材料研究者快速搭建参数模型,探索复合材料的新领域,以及解决新型复合材料的制造难题。
复合材料的未来发展
复合材料的未来发展引言概述:复合材料是一种由两种或者更多种不同材料组成的材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
随着科技的不断进步和创新,复合材料在未来的发展前景非常广阔。
本文将从五个大点来阐述复合材料的未来发展。
正文内容:1. 材料性能的提升1.1 综合性能优于传统材料复合材料具有轻质、高强度、高刚度、耐腐蚀等优点,综合性能远远超过传统材料。
未来,随着材料科学的发展,复合材料的性能将进一步提升,例如在强度、导热性、耐磨性等方面的改进。
1.2 新型复合材料的涌现随着材料科学的不断发展,新型复合材料将不断涌现。
例如,纳米复合材料、智能复合材料等,这些新型复合材料具有更多的功能和应用领域,将推动复合材料的未来发展。
1.3 可持续发展的材料未来,复合材料的发展将更加注重可持续性。
绿色环保材料的研发和应用将成为未来的趋势,例如可降解复合材料、可回收复合材料等,以减少对环境的影响。
2. 创造工艺的改进2.1 自动化生产技术的应用随着自动化技术的不断进步,未来的复合材料创造将更加智能化和高效化。
自动化生产技术的应用将大大提高复合材料的生产效率和质量。
2.2 先进的成型技术未来,先进的成型技术将推动复合材料的发展。
例如,3D打印技术可以实现复材料的复杂结构创造,提供更多的设计自由度,加快产品研发和生产周期。
2.3 智能监测和控制技术复合材料的创造过程需要严格的监测和控制,以确保产品质量和性能。
未来,智能监测和控制技术将更加广泛应用于复合材料的创造过程,提高生产效率和质量。
3. 应用领域的拓展3.1 航空航天领域复合材料在航空航天领域有着广泛的应用,未来将继续发挥重要作用。
例如,复合材料可以减轻飞机的分量,提高燃油效率,同时提供更好的结构强度和耐久性。
3.2 汽车工业复合材料在汽车工业中的应用也将不断增加。
未来,复合材料可以用于创造更轻、更安全的汽车,提高燃油效率,减少碳排放。
3.3 新能源领域随着新能源的不断发展,复合材料在太阳能、风能等领域的应用也将逐渐增加。
复合材料在机器人领域的运用和发展
标题:复合材料在机器人领域的运用和发展一、引言复合材料是由两种或两种以上的原始材料组合而成的新材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,逐渐成为机器人领域的热门应用材料。
本文将从复合材料在机器人领域的应用现状和未来发展趋势等方面进行探讨。
二、复合材料在机器人领域的应用现状1. 机器人关节部件复合材料具有高强度、低密度的特点,能够满足机器人关节部件对于轻量化、刚性和耐疲劳性的要求。
目前,一些先进的工业机器人已经开始采用复合材料制造关节部件,使得机器人的运动更加灵活、精准。
2. 机器人外骨骼在机器人外骨骼领域,复合材料的应用也愈发广泛。
复合材料制造的外骨骼具有重量轻、强度高的特点,可大幅减轻外骨骼对携带者身体的负担,同时保证良好的稳定性和耐久性。
3. 柔性机器人随着柔性机器人技术的不断发展,对材料的要求也越来越高。
复合材料由于其高度的可塑性和柔韧性,能够满足柔性机器人对于变形和传感的需求,因此被广泛应用于柔性机器人的制造。
三、复合材料在机器人领域的未来发展趋势1. 多功能复合材料未来,随着复合材料制造技术的不断进步,多功能复合材料将会成为发展趋势,不仅具备高强度和轻质化的特点,还能够具备导电、自修复等功能,进一步拓展了机器人的应用领域。
2. 3D打印复合材料随着3D打印技术的不断成熟,将会为复合材料在机器人领域的应用带来革命性的变化。
通过3D打印技术,可以实现复合材料的个性化定制制造,不仅可以满足机器人不同部位的特殊需求,还能够大幅提高生产效率。
3. 生物仿生复合材料未来,生物仿生复合材料将成为机器人领域的研究热点。
通过模仿自然界中的生物材料,制造出具有生物特性的复合材料,将为机器人的仿生学设计提供更多可能性,使其更加贴近自然、更具智能性。
四、个人观点和总结在我看来,复合材料在机器人领域的应用前景十分广阔。
随着技术的不断进步和创新,复合材料将会在机器人的设计制造中发挥越来越重要的作用。
我也期待未来复合材料能够应用于更多领域,为机器人的发展注入新的活力。
复合材料的未来发展和趋势分析
复合材料的未来发展和趋势分析近年来,随着人们对新材料的需求不断增加,复合材料成为了其重要的组成部分之一。
复合材料的性能优异,在航空航天、汽车、建筑等行业都有广泛的应用。
那么,未来复合材料的发展方向和趋势会是什么呢?一、创新研发复合材料的产业链比较长,包括了材料生产、生产设备、加工过程、终端市场等多个环节。
在这个环节中,创新研发是最能够推动复合材料行业发展的一个环节。
未来,复合材料的研发将更加注重环保、可持续发展和兼容性。
二、智能化未来复合材料的一个趋势是智能化。
在可穿戴设备、智能家居、健身器材等方面,复合材料已经有很好应用。
未来,随着物联网的不断发展,复合材料将会在更多方面应用。
比如说,在建筑、桥梁等领域通过智能化的技术来检测和维护,优化产品的使用寿命和安全性。
三、轻量化轻量化是复合材料的一个常见特点,同时也是一个未来的趋势。
随着汽车、火箭等交通工具对于质量的要求越来越高,轻量化的要求也在不断加强。
未来,复合材料会更加注重轻量化,并会采用更多的可再生材料,以便更好地适应未来的市场需求。
四、环保环保是现代社会的一个重要话题。
未来复合材料的应用将更加注重环保。
除了采用可再生材料外,未来复合材料还将更好地适应环保法规的要求,并且在生产过程中也采用无公害材料,来减少对环境的污染。
五、全产业链协同复合材料的生产链比较长,并覆盖了多个板块。
为了更有效地应对市场需求,未来复合材料的生产将更加注重整个产业链的协同。
这样可以有效地提高整个生产过程的效率以及产品的性能及安全性等。
六、质量优先无论是新材料,还是复合材料的生产厂商,未来的发展趋势都是以质量为本。
为了提升产品的质量,会更加注重材料的性能、稳定性及可靠性等方面的优化。
同时,也会更加注重质量检测和维护,提高产品的使用寿命和安全性。
总之,复合材料的未来发展和趋势将更加注重创新研发、智能化、轻量化、环保、全产业链协同和质量优先等方面的要求。
这些都是推动复合材料行业发展的重要因素。
智能超材料研究与进展
智能超材料研究与进展一、本文概述随着科技的飞速发展,智能超材料作为一种前沿科技,正逐渐走进人们的视野。
智能超材料,顾名思义,是指具有超越传统材料性能,并能通过外界刺激(如光、热、电、磁等)实现性能调控的新型复合材料。
其独特的性能以及广泛的应用前景,使得智能超材料在航空航天、医疗、军事、能源等领域展现出巨大的潜力。
本文旨在全面综述智能超材料的研究现状与发展趋势,包括其基本原理、设计策略、制备方法、性能调控机制以及实际应用等方面。
通过对近年来国内外相关文献的梳理和分析,本文旨在为读者提供一个清晰、系统的智能超材料知识体系,并探讨未来可能的研究方向和应用前景。
在文章结构上,本文将首先介绍智能超材料的基本概念、分类及其独特性能,为后续研究提供理论基础。
接着,本文将重点分析智能超材料的制备方法及其性能调控机制,包括各种外部刺激下的响应行为及其调控原理。
在此基础上,本文将探讨智能超材料在航空航天、医疗、军事、能源等领域的应用案例及前景。
本文将对智能超材料的研究现状进行总结,并展望未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阅读,读者可以深入了解智能超材料的基本原理、制备方法、性能调控机制以及实际应用,为其在相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
本文也期望能激发更多科研工作者对智能超材料的关注和兴趣,共同推动这一领域的快速发展。
二、智能超材料的基本原理智能超材料,作为一种前沿的材料科技,其基本原理主要基于材料内部结构与外部刺激之间的动态互动。
这类材料通过先进的制造技术,如纳米技术、3D打印和生物技术,实现了在传统材料中难以达到的性能和功能。
可调性:智能超材料能够通过外部刺激,如温度、光照、电场、磁场等,改变其内部微观结构或组成,从而实时调整其宏观性质。
这种可调性使得智能超材料能够适应不同的环境和应用需求。
自适应性:智能超材料具有自适应性,能够在受到外部刺激时自动调整其性能。
例如,某些智能超材料能够在受到压力或温度变化时,改变其硬度和弹性,以适应外部环境。
智能材料的研究现状与未来发展趋势
智能材料的研究现状与未来发展趋势随着科学技术的不断发展,智能材料也随之出现并逐渐得到广泛关注。
智能材料是指能够对外界环境做出反应或产生主动变化的材料,广泛应用于航空航天、电子、医疗、军事等领域。
目前,智能材料的研究方向主要集中在以下几个方面:1.响应型材料响应型材料是一种能够对外界刺激产生反应的材料。
响应型材料可根据激励类型不同分为压电材料、热响应材料、光响应材料等。
常用于开关、控制和传感器等领域。
2.形状记忆材料形状记忆材料是一种能够记住形状并在受到刺激后恢复原始形状的材料。
形状记忆材料可分为单向形状记忆材料、双向形状记忆材料等。
常用于变形、传感器、储能等领域。
3.自修复材料自修复材料是一种能够自动修复自身缺陷的材料。
自修复材料可分为活性修复材料、反应修复材料、微胶囊修复材料等。
常用于涂料、塑料、复合材料等领域。
4.智能表面涂层智能表面涂层是一种能够在接触或环境变化时产生变化的涂层。
智能表面涂层可分为摩擦削减涂层、智能防水材料、智能环保涂料等。
常用于航天、汽车、建筑等领域。
未来发展趋势:1.集成化发展未来智能材料将越来越多地融入到各行业领域中。
智能材料的集成化将成为一个趋势,多种智能材料的组合将产生更多的应用场景。
2.生物仿生趋势生物仿生是智能材料发展的重要趋势之一。
通过仿生材料的研究,人们可以学习自然界中的生物材料,并将其应用于工业和医疗等领域。
3.纳米技术的应用纳米技术被认为是智能材料发展的重要支撑。
纳米技术的发展将带来更多的新材料、新成像等应用。
总之,智能材料具有很大的开发潜力,其广泛应用可以促进各行业的发展。
智能材料的研究目前正处于快速发展阶段,其未来的发展趋势也将越来越多地向集成化、生物仿生和纳米技术等方向发展。
智能复合材料
智能复合材料智能复合材料是一种具有智能功能的新型材料,它将传统材料与智能材料相结合,通过智能成分的引入,赋予材料更多的功能和性能。
智能复合材料的研究和应用已经成为材料科学领域的热点之一,它在航空航天、汽车制造、建筑材料、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
智能复合材料的特点之一是具有多功能性。
它可以同时具备结构强度、导热性、导电性、隔热性等多种功能,满足不同领域对材料性能的要求。
例如,在航空航天领域,智能复合材料可以用于制造轻质结构件,提高飞行器的燃油效率;在医疗器械领域,智能复合材料可以用于制造人工关节和骨科植入材料,提高患者的生活质量。
智能复合材料的另一个特点是具有自感知、自诊断、自修复的能力。
通过在材料中引入智能成分,可以使材料具有自感知自诊断的功能,及时发现材料的损伤和疲劳,为维修提供及时的数据支持;同时,智能复合材料还可以具有自修复的能力,通过自修复功能延长材料的使用寿命,降低维护成本,提高材料的可靠性和安全性。
智能复合材料的研究和应用还面临一些挑战。
首先是材料的制备技术和工艺的不断改进和创新。
智能复合材料的制备需要精密的工艺和设备,对材料的成分和结构有着严格的要求,需要不断提高制备技术和工艺的水平,降低制备成本,提高生产效率。
其次是智能复合材料的性能和稳定性的提升。
智能复合材料的性能和稳定性直接影响着材料的应用效果和使用寿命,需要通过材料结构设计、成分优化等手段,提高材料的性能和稳定性。
最后是智能复合材料的标准化和规范化。
智能复合材料的研究和应用需要建立一套完善的标准体系,对材料的性能、测试方法、应用要求等进行规范,为智能复合材料的研究和应用提供技术支持和保障。
综上所述,智能复合材料是一种具有多功能性、自感知、自诊断、自修复能力的新型材料,具有广阔的应用前景和发展空间。
随着材料科学和技术的不断进步,相信智能复合材料将会在未来的各个领域发挥重要作用,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
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智能复合材料研究发展概况This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020智能复合材料研究发展概况摘要:智能复合材料是基于仿生学发展起来的高新技术材料,根据设计者的要求实现自检测、自诊断、自调节等各种特殊功能。
本文介绍了智能复合材料的原理、组成,分析了几种智能复合材料的开发研究及其存在的问题。
关键词:智能复合材料形状记忆合金压电材料光导纤维自检测自修复Abstract:Intelligentcompositematerialswhichishigh-techmaterialsisdevelopedbasedonbionics.Self-testing,self-diagnosis,self-regulationandotherspecialfunctionareachievedaccordingtothedemandso fdesigners.Inthisarticletheprinciplesandcompositionofsmartcomposit ematerialsaredescribed,theresearchandproblemsofseveralintelligentc ompositematerialsareanalysised.Keywords:Intelligentcompositematerialsshapememoryalloypiezoelec tricmateriallightconductfiberself-testingself-repair引言智能复合材料是一类基于仿生学概念发展起来的高新技术材料,它实际上是集成了传感器、信息处理器和功能驱动器的新型复合材料。
其通过传感器感知内外环境状态的变化,将变化所产生的信号通过信息处理器做出判断处理,并发出指令,而后通过功能驱动器调整材料的各种状态,以适应内外环境的变化,从而实现自检测、自诊断、自调节、自恢复、自我保护等多种特殊功能,类似于生物系统。
智能复合材料是微电子技术、计算机技术与材料科学交叉的产物。
智能复合材料能够很好的避免复合材料在拉压、冲击或疲劳等载荷作用下,极易发生损伤直至最终破坏的弱点,对复合材料的初期损伤,能够及时发现并采取相应措施,将经济损失降到最低,甚至可以避免灾难性的后果出现。
因此智能复合材料在许多领域展现了广阔的应用前景,如机械装置噪音与振动的自我控制等[1],飞机的智能蒙皮[2]与自适应机翼,桥梁与高速公路等大型结构的自增强、自诊断、自修复功能[3-4],以及各种智能纺织品[5-6]。
1智能复合材料的构成及设计(1)基体材料基体材料主要起承受载荷的作用,一般选用轻质材料,其中高分子材料因重量轻、耐腐蚀等优点而受到人们的重视。
也可选用金属材料,尤其以轻质有色合金为主。
(2)传感器部分传感器部分由具有感知能力的敏感材料构成。
它的主要作用是感知环境的变化,如温度、压力、应力、电磁场等,并将其转换为相应的信号。
这种材料目前有形状记忆合金、压电材料、光纤、磁致伸缩材料、PH致伸缩材料、电致变色材料、电致粘流体、磁致粘流体、液晶材料、功能梯度材料和功能塑料合金等。
(3)驱动器部分构成驱动器部分的驱动材料在一定的条件下可产生较大的应变和应力,从而起到响应和控制的作用。
如形状记忆合金、磁致伸缩材料、PH致伸缩材料、电致伸缩材料等。
(4)信息处理器部分信息处理器部分是智能复合材料的最核心部分。
随着高度集成的硅晶技术的发展,信息处理器也变得越来越小,这就为将信息处理器复合进智能复合材料提供了良好的条件。
智能复合材料在功能结构上虽然可以分为以上4大部分,但是它并不是这4部分的简单叠加,而是它们的有机结合。
制取智能复合材料时在工艺上需要解决很多关键的技术问题,不仅要在宏观上进行尺寸和结构的设计与控制,而且更要在微观(至纳米级、分子乃至原子的尺寸)上进行结构设计与复合[3]。
智能复合材料设计方法(1)根据智能复合材料的应用和目标,提出智能复合材料的系统智能特性;(2)选择基体材料和传感器部分、处理器部分、驱动器部分的机敏材料;(3)从宏观上和微观上进行结构设计;(4)建立数学和力学模型,对智能复合材料系统进一步优化;(5)进行理化测试,检验材料的功能。
随着计算机技术的日益发展和在生产实际中的广泛应用,智能复合材料的设计也可应用计算机进行模拟设计。
2智能复合材料研究发展状况发展的总体特点与以往其它一些新材料技术相比,智能复合材料的发展有其与众不同的特征,主要表现在以下几个方面:(1)发展异常迅速智能材料与结构的概念的提出至今也不过20多年的时间,而美国等一些国家即已研制出大型智能复合材料构件,并正在进行模拟测试和验证,如美国防御、空间与通讯技术部已制造出用形状记忆合金作驭动器的树脂基复合材料夹芯结构的“柔性”机翼,该机冀为水陆两用型,通过其截面发生的曲面变化来进行飞机高度控制或自适应升力的变化,在水和空气中,该机其结构的变形响应与冀尖的位移、动力要求与动态响应有关。
波音防御与宇航技术中心同美国空军联合研制出了利用光学传感阵埋人复合材料的飞机构架,它是一种智能型飞机结构安全监测系统(即SHMS)计划,该系统可监测和控制飞机的疲劳裂纹、腐蚀状况、分层等信息以确保飞机安全、降低飞机保养与维修费用及避免人为观测误差。
另外还有三维纤维增强压力聚合物基复合材料无轴承智能直升机旋翼及法国的“智能蜻蜒”型飞机等等,均体现了国外智能复合材料与结构的发展水平。
(2)从事该项研究的新成立团体日趋增加,但多以宇航及国防应用为目标由于智能复合材料与结构是一种跨学科、跨行业的新技术领域,因此不仅需要材料专家,还需要化学、物理学、系统控制等诸多方面的人才,因而从事该方面研究的跨学科综合学术团体迅速涌现,如许多大学等研究部门均成立了“智能材料与结构研究中心”,工业部门也竞相投资而国防部门及宇航系统对该领域的研究更是给予了高度重视,并且资助这方面研究的单位,绝大多数属于空军、海军、国防部和宇航系统。
美国国防部、国家宇航局、空军及各大飞机制造公司的研究部门以及日、英等国家均纷纷制定和提出了各自的发展计划。
(3)发达国家交流异常频繁、竞争也异常激烈目前有关智能材料与结构技术的研究工作正在世界范围内迅速展开,尤其在美,日及欧洲发达国家更是给予了高度重视,仅1989年至1992年,就已举行了4次国际学术会议,日、美双边技术研讨会更加频繁。
并且1990年美国创刊发行了第一本发展智能材料与结构技术的专业性期刊,到目前,涉及该领域的学术期刊已有很多种。
(4)基础研究与应用研究并行美国权威部门认为,智能材料与结构虽然发展迅速,但仍然是一个尚未成熟的领域,许多概念仍未认识或统一,因此基础研究还应大力加强,但构件的研究、制造已经纷纷上马,这是由于应用目标明确,尤其是军事需求迫切所至,而且该领城正在朝着智能的集成化、传感、动作与控制系统的小型化方向发展。
如麦道公司正在研究智能蒙皮因损伤和疲劳引起的质量降低的方式,并将对带有智能蒙皮(F-15外侧前缘和F-18的外翼蒙皮)的飞机进行试飞,以验证其监视飞行载荷的能力。
加拿大波音公司的德·哈维兰分部研制的第一个全尺寸的机翼前缘Dash-8,长2.1m,该前缘为复合材料夹层结构,在其外蒙皮(13层Kevlar)中埋人了3层共250根光纤传感器,解决了结构中光纤界面的设计与制造问题,确定了结构中传感器集成的步骤,建立了光纤探测损伤系统的拓扑结构,并研制出了相应的扭伤估算软件及测试估算系统。
3智能复合材料的体系种类5.1形状记忆合金(SMA)智能复合材料形状记忆合金是集“感知”和“驱动”于一体的智能复合材料。
最典型的形状记忆合金是NiTi合金,这类材料还有InTl、CuZn、CuAl、NiAl、AgZn和AgCd等。
这类材料几何形状会随温度的变化发生突变,在低温时其组织为马氏体状态,可进行间隔性塑性变形,当加热到特征温度以上时发生马氏体到奥氏体的转变,从而恢复到原来的形状,即显示形状记忆效应。
因形状记忆合金既可作传感器,又可作驱动器,将其与信息处理材料复合便可制得智能复合材料。
如古屋泰文将1%的TiNi合金纤维铺设于环氧树脂基体中制成智能复合材料(SMC),在外力作用下,SMC发生裂纹,借助形状记忆合金的电阻应力波的变化可自诊断材料的损伤,同时由于SMC直接通电加热产生形状记忆收缩力,应力集中减小,使裂纹收缩,从而使SMC自动愈合,刚性也增大,材料不仅有自诊断性且具有损伤的自愈合能力。
5.2光导纤维智能复合材料智能复合材料中的传感器是嵌埋在复合材料中的,这要求与基体之间具有良好的兼容性。
传统传感器大多不易与材料复合。
光纤具有良好的耦合性,由其制成的传感器,可以测量温度、应力、应变等多种物理量且具有极高的灵敏度,并综合了感知和传输双重功能,因此作为传感材料是最有效的。
目前,制成的各种光纤埋入式复合材料传感器其作用有:(1)实时监测、报告材料状态和结构在线综合评估。
例如对复合材料制造过程进行监测,随时报告加工中出现的缺陷,如裂纹、孔洞、缝隙等情况[9]。
也可监测结构使用时所处的状态,如疲劳和温度等情况[6],如1994年,在德国一座由预应力碳纤维复合材料和钢筋结构组成的桥中加入了光纤布拉格光栅应变传感器,检测碳纤维预应力的损失情况,并用于长期追踪应力的变化[9]。
此外,加拿大多伦多大学与波音公司合作研制了具有光纤“自诊断”系统的机翼前缘的损伤自评系统[11],通过测量光纤输光时的各种性能变化进行在线损伤评估。
(2)制作隐形复合材料。
其原理[9]是将由发光光纤和接受光纤两部分组成的光纤埋入复合材料时,光纤端面位于材料表面,发光光纤发射出不在红外探测器探测范围之内的光波,在远离材料的表面形成一道光波墙,达到隐形目的。
而接受光纤则接受制导激光信号,以便采取相关干扰措施。
(3)制作自修复智能结构。
其原理[3]是将带胶液空心光纤埋入复合材料中,当结构发生损伤时,由空心光纤网络的输出信号检测出损伤发生的位置,同时空心光纤作为输送修复胶液的通道将光纤所含胶液流到损伤处,修复复合材料。
为提高修复质量,可在复合材料中适当布置SMA,利用其受激励时产生压应力和热量,使胶液能够轻易流出,并提高固化的质量。
5.3压电智能复合材料对材料施加力可产生电压称为压电效应;相反,施加电压则产生应变或应力称为反压电效应;具有此类性能的材料被称为压电材料,利用压电材料的电能和机械能的变换可做传感器和执行元件。
目前用的压电材料一类为压电陶瓷,有锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡(BT)、铌酸锂(LN)等;另一类为压电聚合物,有聚偏二氟已乙烯(PVDF)等。