损伤自诊断自适应智能材料结构的研究

本文介绍了一种强度型损伤自诊断自适应智能复合材料结构的研究情况。这种智能材料结构基于电阻应变丝为传感元件，形状记忆合金为动作元件。为使结构具有高的灵敏度及诊断精度，文中研究了传感元件的布置方案，提出了四点布置传感元件的方法。同时采用形状记忆合金为动作元件。在自诊断出损伤后，对相应的ＳＭＡ激励，以减小损伤或防止其扩展。     

智能结构浅议

介绍了作为近年来国际上研究热点之一的智能材料和智能结构的概念，原理和研究动态。并对今后的发展，应用前景进行了讨论。     

双BP网格在损伤评估智能结构中的应用

为满足智能材料结构中大量的传感器和驱动器的信息处理和控制要求，目前应用较多的是ＢＰ网络，但它存在一些缺陷。本文研究采用双ＢＰ网络替代标准ＢＰ网络以提高其泛化能力，并应用于损伤评估智能复合材料结构中。     

SMA本构模型及其应用的研究进展

形状记忆合金(SMA)是一类应用前景广阔的智能材料系统, 其最基本的宏观响应特性是在不同温度 和应力条件下的相变超弹性和形状记忆特性.近年来, 形状记忆合金本构模型发展迅速, 其在 工程结构振动控制领域中的研究和应用也得到了广泛地关注.与此同时, 许多学者将SMA用于 当前迅速发展的智能材料结构,发展了一系列SMA复合材料本构模型, 成为目前SMA的应用研究的热点. 本文针对形状记忆合金本构模型的发展状况, 首先回顾了近年来常用的和新发展的SMA本构模型, 并根据其包含的力学特点和基 本理论将其进行了比较归类, 分析了各类模型特点和适用范围;其次从微/宏观角度介绍了有广阔应用前景的SMA智能复合材料的本构模型的发展状况；接着 简要的综述了几类较为实用的SMA本构模型在实现结构的主/被控制、变形控制及结构裂纹诊 断与控制等方面的应用现状.最后对目前本构模型的发展趋势、工程应用问题提出了一些看法和展望.     

双BP网络在损伤评估智能结构中的应用

为满足智能材料结构中大量的传感器和驱动器的信息处理和控制要求，目前应用较多的是ＢＰ网络，但它存在一些缺陷。本文研究采用双ＢＰ网络替代标准ＢＰ网络以提高其泛化能力，并应用于损伤评估智能复合材料结构中。     

智能材料MFC驱动双稳态板的跳变特性研究

智能可变形结构能感知周围环境的变化并做出适当的反应,其主要原理是利用智能材料层产生应变以达到驱动主体结构发生变形。含有智能材料压电纤维MFC的双稳态复合材料层合板可以通过智能驱动实时调整主体结构的形状,实现稳态构型之间的跳变。本文对中心点固支的MFC压电智能驱动双稳态复合材料层合板的稳态构型、跳变规律及其影响因素进行了系统地研究。研究内容主要包括：含MFC的双稳态层合板的稳态构型、分叉行为和驱动跳变分析。利用理论模型分析了层合板的长宽比、厚度尺寸、铺层方式和MFC粘贴位置对双稳态板分叉行为的影响,并预测了双稳态层合板的临界尺寸以及驱动跳变的临界电压。双稳态板的跳变是一个大变形的非线性行为,实现和控制跳变行为的研究是其应用的基础。本文的研究结果为新型压电材料驱动双稳态板的结构设计提供了一定的理论参考。     

1-3型压电复合材料及其研究进展

1-3型压电智能复合材料是由一维连通的压电相平行排列于三维 连通的聚合物中而形成的两相压电复合材料.简述了1-3型压电智能复 合材料形成及其材料结构构成变化的发展历程，并从理论分析、参数 辨识、数值计算和试验方法四方面阐述了宏观等效特征参数的研究状 况.在此基础上对现有的制备工艺技术的优缺点进行了比较，对声学、 医学、控制、航空航天等已应用和可能应用的领域的现状和发展趋势 进行了回顾和展望，最后建议了1-3型压电智能复合材料今后几个较 为重要的研究方向.     

智能复合材料结构振动控制力学模型

介绍了在航空，航天等高技术在领域中柔性结构振动衰减控制９０年代初期新兴的智能复合材料结构技术及应用发展前景，对一个具有应用背景的双压电片复合材料层合板帆板结构的振动衰减控制系统人出了数学模型，导出了压电传感器／激振器的输出／输入方程，进行了最优控制算法数值仿真，结果表明，其控制效果是显著的。     

纤维增强复合材料疲劳研究现状和发展

纤维增强复合材料的疲劳研究是一个很活跃的领域。本文根据近20年来国内外有关复合材料疲劳研究的论文和报告,综述了当前研究的四个方面问题:①复合材料疲劳性能研究及其影响因素;②疲劳损伤的形成和裂纹扩展;③疲劳损伤模型;④疲劳寿命估算。笔者还对当前复合材料疲劳研究的发展表述了己见。     

用于振动、冲击和噪声控制的SMA智能复合材料结构

本文简要叙述SMA智能复合材料结构的基本概念,介绍其分析和求解的基本力学原理和方法,重点展示其在三个主要应用研究领域,包括振动控制、噪声控制及抗低速冲击的最新进展,并对存在问题和未来的发展给予评述．     

光纤智能化复合材料及其监控系统的研究

本文简要评述了一种新型功能材料——电流变体,和由它制造的超先进智能复合材料及其应用原理和前景。着重介绍了埋有光导纤维的复合材料——“敏感的皮肤”及纤维光学检测系统的原理、可行性及应用。提出了将光导纤维埋入含电流变体的超先进复合材料中而形成光纤智能化复合材料,并简述由其制成的监测系统的研究现状和展望。     

ANALYTICAL SOLUTIONS FOR A ONE-DIMENSIONAL CHEMO-MECHANICAL COUPLING PROBLEM

Chemo-mechanical coupling exists in a lot of intelligent materials including hy- drogels, biological tissues and other soft materials. These materials are able to respond to ex- ternal stimulus, such as temperature, chemical concentration, and pH value. In this paper, a one-dimensional theoretical model for chemo-mechanical coupling is proposed for analyzing the uniaxial stress/strain state of coupling materials. Based on the chemo-mechanical coupled gov- erning equation, the displacement function and concentration function are derived and the stress and chemical potential are obtained. It is shown that the present chemo-mechanical theory can characterize the chemo-mechanical coupling behavior of intelligent materials.     

基于LQG最优控制法的压电智能结构独立模态空间控制

采用压电材料作为传感器和驱动器对智能结构振动主动控制进行研究,基于机电耦合的压电智能结构传感和驱动方程,将振动控制动力学方程变换到模态空间对方程进行解耦。通过计算结构最大应变,确定压电元件的最佳粘贴位置。考虑到系统过程噪声和量测噪声的影响,设计Kalman滤波器,采用基于线性二次型高斯(LQG)最优控制的独立模态空间控制方法对压电智能结构的振动进行控制。最后以压电智能悬臂梁为例进行控制仿真,验证了此方法的有效性。     

智能软材料热-电-化-力学耦合问题的研究进展

本文重点评述了自然界中的典型智能软材料:聚合物胶体和水凝胶以及关节软骨的多场耦合力学问题的国内外研究现状。基于唯象热力学理论和哈密顿原理,建立了一般性的热-电-化-力学多场耦合理论。重点针对等温过程的化学-力学耦合本构关系和控制方程,通过哈密顿原理,建立了化力耦合系统的有限元列式。证明了化学-力学耦合理论架构的封闭性。通过数值算例分析了水凝胶和关节软骨的多场耦合作用。最后展望了智能软材料多场耦合研究的未来发展趋势。      

含压电材料智能结构动态特性的研究

本文推导了含压电材料智能结构有限元动力方程,讨论了智能结构系统的动态特性,得到了模态形状和相应的模态电压以及考察了具有分布的压电传感器和执行器的四边简支方板的各阶固有频率随以馈增益的变化规律,这些结果将在智能结构控制的优化设计中起到了很大的作用。     

多功能复合材料结构状态感知系统

由于具有比强度和比刚度高、可设计性强等优点,先进复合材料正在逐步成为新一代民用飞机的主要结构材料。为了充分利用复合材料的优越性能,有必要研发一种与复合材料结构集成一体的多功能传感系统,以使复合材料结构可以"感觉"和"思考"自身状态。本文提出一种类似于人体神经系统的多功能传感器网络系统,将不同功能的传感器有机结合起来,并与复合材料结构永久集成于一体,用来感知结构应变、温度、湿度、气动压力等参量,并监测发生在结构上的外界撞击及内部损伤。利用这一新概念设计和制造的未来复合材料结构可以提供多种模式的综合信息,从而使之具有智能传感、环境适应等多种功能。本文同时也讨论了发展这样一种多功能结构状态感知系统所面临的挑战与有关解决途径。     

压电类智能结构的力学行为和工程应用

智能结构是近几年国际上兴起的一门多学科交叉的前沿课题．由于具有很强的工程应用前景，美、日等发达国家投入了大量的人力、物力进行这方面的开发研究．首先对智能结构的定义、组成作了简要介绍．就智能结构研究中的热点——压电类智能结构，从其力学行为和工程应用两方面，详细论述了目前国内外的研究现状．     

The effective properties of piezoelectric composite materials with transversely isotropic spherical inclusions

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｔｈｅａｐｅａｒａｎｃｅｏｆｓｍａｒｔｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｓｍａｒｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ,ｉｔｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏ...     

大飞机研制中的若干复合材料力学问题

简要介绍了先进复合材料在当代大型飞机结构中的应用状况，以及相关的力学问题，着重论 述了复合材料及结构的工艺力学、跨尺度材料/结构一体化设计问题和力学性能表征、高效复 合材料结构设计和力学分析、复合材料损伤容限与耐久性设计、大型飞机的安全监测和管理 系统等. 指出，从目前国际上以及我国复合材料在大型飞机结构上的应用趋势来看，我们需 要进一步发挥广大力学工作者与相关领域科研人员和工程师的协同作用，提高我国复合材料 基础研究和应用水平，使复合材料在提升我国研制的大飞机的先进性和竞争力方面发挥重要 的作用.