第一单元 智能结构 9 0 0 9 智能结构的类型、智能结构的潜在可行性、智能结构的关键要素、智能结构的应用。压电材料、特性、压电本构关系、去极化和矫顽场、场应变关系。磁滞、蠕变和应变率效应、尺蠖直线电机。梁建模:具有诱导应变率效应的梁建模、具有诱导应变的尺蠖直线电机梁建模驱动 - 单执行器、双执行器、纯伸展、纯弯曲谐波激励、伯努利-欧拉梁模型、问题、压电应用。
摘要。挑战与自然资源的消耗,自然风光,极端天气条件或人口过多一样严重,需要智能解决方案,尤其是在建筑中。本文回顾了目前在民用结构中应用或开发的基于智能材料的技术,重点是智能材料用于致动或传感。给出了智能材料的定义和分类后,研究的材料(即压电材料,记忆材料,磁性流体)用于建筑和土木工程中的应用。尽管某些材料在应用方面已经非常有利,但另一些材料仍然需要对现实世界的建筑应用进行进一步研究。应在不久的将来通过系统的研究工作来合并这项审查。
研究人员正在积极探索智能材料,例如形状记忆合金,压电材料和磁刻录材料,用于其在发展智能城市中的应用。建筑发展直接支持建立智能城市,强调在此过程中评估和纳入智能材料的重要性。本文介绍了智能材料的重要应用,探索了它们在现代结构中的用途及其在智能城市的开发和规划中的作用。城市的基础设施发展在支持国家的经济和社会进步方面起着关键作用,智能基础设施可持续地促进这一发展。讨论还涉及各种智能材料,包括具有特定功能的合金,涂料和材料,突出了它们在智能结构领域的应用。
摘要:结构健康监测 (SHM) 正被航空航天业广泛采用,作为一种提高飞机结构安全性和可靠性并降低运营成本的方法。飞机结构上的内置传感器网络可以提供有关结构状况、损坏状态和/或服务环境的重要信息。在用于 SHM 的各种类型的换能器中,压电材料被广泛使用,因为它们可以利用压电效应用作执行器或传感器,反之亦然。本文简要概述了过去二十年来为飞机应用开发的基于压电换能器的 SHM 系统技术。然后介绍了结构健康监测系统在飞机应用中的实际实施和使用要求。讨论了解决一些实际问题的最新技术,例如传感器网络集成、大型结构的可扩展性、环境条件的可靠性和影响、稳健的损伤检测和量化。还讨论了 SHM 技术的发展趋势。
压电材料(更具体地说是铁电材料)的理论描述几乎涵盖了整个物理学和应用数学领域。电活性材料现象早已为人所知,始于 18 世纪在后来被称为罗谢尔盐的物质中发现的塞格内特电。这些材料将电能、机械能、热能和光能相互转换的基本能力已导致无数的技术应用。因此,毫不奇怪,专门用于该主题的文献数量巨大且仍在增长。可以从 Landdolt-Bornstein7,8 的卷册中了解与压电和铁电物质明确相关的工作量,这些卷册专门用于记录其测量特性。这篇简短的评论将主要关注铁电陶瓷,并将仅集中于描述该理论主要发展的工作。
1. 材料科学与工程 2. 纳米科学与纳米技术 3. 生物材料 4. 先进材料 5. 能源材料 6. 复合材料 7. 聚合物材料 8. 材料表征 9. 材料化学 10. 材料物理 11. 结构与纳米结构材料 12. 石墨烯、碳与二维材料 13. 计算材料科学 14. 电子、光学与磁性材料 15. 介电与压电材料 16. 绿色技术材料 17. 电池与固体电解质材料 18. 材料合成与加工 19. 材料与冶金学 20. 玻璃基材料 21. 仿生材料 22. 材料制造创新 23. 金属铸造 24. 晶体学 25. 凝聚态物理学 26. 半导体与超导体 27. 矿物学 28. 光学 作者指南
压电材料响应施加的电场,从施加的机械应力或机械应变中产生电荷。在最近的汽车中,它们用于测量道路状况的压力传感器和检测障碍物的后声纳。Pb(Zr,Ti)O 3 (以下简称 PZT) 陶瓷是一种铁电材料,已广泛应用于压电应用。然而,在过去的几十年里,已经开发出压电性能超过 PZT 陶瓷的 Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (以下简称 PMN-PT) 和 Pb(In 1/2 Nb 1/2 )O 3 -Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (以下简称 PIN-PMN-PT) 单晶 1, 2)。由于这些单晶具有优异的压电性能(压电常数d 33 高达2 000 pC/N,机电耦合因子k 33 高达0.9),可以提高医学超声图像的质量。
使用HALBACH结构作为现场来源和第一阶的Lafesi磁电材料(MCM)的热磁性发生器(TMG)提出了一个活性物质。MCM悬挂在悬臂梁上的自我振荡在热源和散热器之间。与振荡相关的机械能被收集并使用压电材料转化为电。该系统在18°C的冷端和56°C的热源之间起作用(即在储层之间的温度差ΔTRES= 38°C之间的温度差,显示0.12 µW(MCM的每1 cm 3)的功率为0.12 µW。我们介绍并讨论了基于设备机制的热力学周期的详细分析,依赖于对工作原型的直接测量以及MCM的完整实验室表征。尽管我们的系统显示出最新的功率输出,但我们的分析为进一步的性能改进提供了有用的线索。