压电陶瓷场致疲劳特性与机理研究进展

压电陶瓷的场致疲劳是材料性能在外加循环载荷作用下逐步退化的现象, 是导致其失效的主要因素, 近年来一直是国内外的研究热点. 本文综合分析了压电陶瓷在电场, 多场耦合(力-电-温度)作用下的疲劳机理和影响因素, 并对压电陶瓷场致疲劳的未来研究方向进行了展望.     

电流变液及其在航空中的应用

电流变液是一种具有优良机电耦合性能的智能流体材料,在航天航空、机械和机器人等领域具有广阔的应用前景.本文在阐述和讨论电流变液组成以及电流变效应影响因素的基础上,介绍和展望了电流变液在航空领域的应用概况,并指出了适用于航空设施电流变液研究的方向.     

压电材料的电热函及机-电耦合分析

研究基于电热函的广义哈密顿原理在压电材料的机(力)-电耦合效应分析中的应用。作为应用实例,推导了两个简单压电材料结构的变形及应变致(strain induced)电场的解析解, 并与己有的解析解进行了比较并讨论了它们存在的若干问题。 计算结果表明,基于电热函的广义哈密顿原理是分析压电材料的机(力)-电耦合问题简单而又精确的模型。它既可准确地计算压电势能而又不必对二维问题和三维问题加以区分; 并且这种方法既可用于解析分析,也可作为压电复合材料有限元分析的数学基础。     

智能复合材料的研究进展

智能复合材料作为一种新型高技术材料,兼具结构与功能双重特性。根据近几年来智能复合材料的研究现状,介绍了几种主要的智能复合材料,形状记忆复合材料、自修复智能复合材料、压电智能复合材料、电/磁流变智能复合材料及纤维素智能复合材料,简述了智能复合材料领域当前研究热点,介绍了该领域中存在的一些问题,展望了智能复合材料的发展前景。     

土木工程结构智能感知材料、传感器与健康监测系统

随着智能感知材料的发展,高性能传感器及其测试技术为结构智能健康监测系统的研究与发展提供了崭新的途径,结构智能健康监测已经成为诸多领域的前沿研究方向.本文重点介绍了作者近年来基于智能感知材料发展的智能传感器及土木工程结构智能健康监测系统的研究成果.主要包括光纤光栅应变和温度传感器与压电薄膜(PVDF)应变和裂缝监测传感器及其性能;无线传感器网络与无线传输技术及其性能与工程应用;碳纤维智能传感器与纤维增强-光纤光栅应变传感器及其性能;智能混凝土与智能混凝土标准应变传感器及其性能;智能健康监测系统及其工程应用.最后,介绍了我国在重大工程结构智能健康监测领域的立项情况.     

含压电片复合材料层合板的高阶计算模型

给出了一种分析含任意内埋压电片复合材料层合板的高阶耦合模型, 板的位移场采用三阶剪切理论, 并提出了压电片中电势场在厚度方向的三次分布模式, 可以更精确地描述力、电耦合作用下电场的非均匀分布。在平面应力的假设下给出了简化的压电材料本构方程, 推导了基于该模型的压电层合板有限元计算公式, 并对双压电片梁的弯曲和层合板的变形控制进行了计算, 压电梁的弯曲计算结果与解析结果吻合良好, 表明本文的模型和公式是精确有效的。     

压电型Euler—Bernoulli梁的有限元分析方法

本文运用微分方程等效积分形式导出的虚位移原理和智能压电材料的压电效应提出了一种表面粘贴有ＰＶＤＦ压电薄膜的Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ梁单元模型；由有限单元法给出了运动微分方程，通过数值计算，将所得结果与有关文献进行了对比分析和研究。     

压电智能悬臂梁神经网络预测控制

对表面粘贴压电元件的压电智能悬臂梁进行有限元建模和分析,获取了结构的动力响应数据。根据神经网络的非线性逼近能力,用动态递归神经网络对压电振动系统进行了系统辨识,建立了系统的预测模型。以此预测模型来代替传统广义预测控制算法中的受控自回归积分滑动平均模型,对压电智能悬臂梁进行振动主动控制的研究,并优化了控制系统参数。对一单输入单输出压电智能悬臂梁系统进行了仿真分析,控制效果良好,为智能算法在智能结构中应用有一定的指导意义。     

土木工程结构用智能感知材料、传感器与健康监测系统的研发现状

随着智能感知材料的发展，高性能传感器及其测试技术为结构智能健康监测系统的研究与发展提供了崭新的途径，结构智能健康监测已经成为诸多领域的前沿研究方向。本文重点介绍了作者近年来基于智能感知材料的智能传感器及土木工程结构智能健康监测系统的研究成果。主要包括：光纤光栅应变和温度传感器与压电薄膜（PVDF）应变和裂缝监测传感器及其性能；无线传感器网络与无线传输技术及其性能与工程应用；碳纤维智能传感器与纤维增强-光纤光栅应变传感器及其性能；智能混凝土与智能混凝土标准应变传感器及其性能；智能健康监测系统及其工程应用。     

高分子材料在智能隐身技术中的应用

介绍了高分子材料在雷达波智能隐身、红外智能隐身、可见光智能隐身方面的应用情况,已经得到应用或正在研究的高分子材料主要有导电聚合物、电致变色高分子材料、光致变色高分子材料等,相变高分子材料可能是红外智能隐身的一个研究方向,同时指出了高分子材料在智能隐身领域的发展趋势。     

智能材料的开发与应用

智能材料是一种能感知外界环境变化并自动改变自身特性以适应该变化,可实现自诊断、自调节、自适应、自修复等功能的新型复合材料.介绍了智能材料的基本构成、工作原理和分类,概述了其应用,探讨了其研究价值和广阔的发展应用前景.     

材料智能型包装的分类及设计应用

目的 探索材料智能型包装的分类体系、应用领域与设计实现。方法 以现行材料智能型包装案例及文献为基础,对国内外相关的设计实践、专利及相关理论进行系统分析,并根据材料功能特性对其进行分类研究。结果 提出了更完善的材料智能型包装的概念、分类、应用领域与设计关键。根据材料本身及其应用在材料智能型包装上表现出来的功能特征,在包装的展示销售、保鲜提醒、商品防伪以及安全防护等方面具有良好的应用前景,重点阐述了功能特征表现较为明显的变色材料包装、发光材料包装、智能水凝胶材料包装、活性包装等,并提出材料在智能型包装设计过程中应着重把握材料选择的恰当性、信息传达的准确性以及图形表现的巧妙性3个方面。结论 对材料智能型包装的分类及设计应用进行了细化研究,为智能化包装的拓展研究提供了更多的方向,有利于推动包装产业的转型升级。     

透过Apple Watch管窥智能穿戴设备的材质设计策略

目的探索智能穿戴设备的材质设计策略。方法以Apple Watch为研究对象,采用聚类分析方法提取代表样本及材质感性意象词汇,运用SPSS软件对抽取出的关键要素进行影响因子的计算和排序,验证不同材质选择和搭配方式中用户认知与产品定位的匹配性。结论从色彩、材料、工艺3个维度研究Apple Watch的材质风格意象,建立数据模型,提出智能穿戴设计基于内隐舒适性和外显象征性的材质设计策略。     

基于用户认知的智能化汽车造型研究

目的 以用户认知为基础,对智能化汽车造型进行研究和设计。方法 收集并筛选出符合用户认知的造型代表样本与感性意象词汇后,运用语义差异法获取智能化汽车的感性意象评价;采用主成分分析法建立智能化汽车意象尺度图,提取感性因子;最后结合阶层类别分析明确智能化汽车的造型设计要素。结论 借助感性工学的研究方法初步得出用户预期的智能化汽车的造型,并通过设计实践,验证了基于用户认知的智能化汽车造型生成的可行性。     

智能隐身材料的研究现状

智能隐身材料由于具有传感、控制、执行的能力,获得了比常规隐身材料更优越的功能,本文概述了智能隐身材料的研究现状,并对智能隐身材料的主要研究方向为智能蒙皮、可见光及红外智能隐身、智能声隐身和雷达波智能隐身分别作了简要介绍。     

智能包装的发展现状、发展趋势及应用前景

目的分析智能包装的发展现状、趋势和前景,为促进其进一步发展提供参考。方法首先,通过国内外相关文献检索及资料收集,综述智能包装研究现状;其次,利用案例分析法着重阐述结构型、信息型及功能材料型智能包装的发展现状及工作原理;最后,通过问题归纳法总结智能包装目前的困境,并对其应用前景进行展望。结论结构型智能包装通过改进或增强包装的部分结构,使包装更具安全性、可靠性或便捷性;信息型智能包装普遍运用射频识别或二维码技术,能够智能地记录或反馈产品信息;因可直观地反映食品新鲜度,功能材料型智能包装被广泛应用于食品包装领域,变色型包装和发光型包装是其主力军;结合3D打印或虚拟现实技术的包装是新型智能包装的代表,其在增加产品附加值和交互性方面具有优势。智能包装是未来包装的发展方向,市场潜能巨大,我国应在智能包装研究特别是理论研究上投入更多资源。     

ER智能材料—减震结构体系的研究

ＥＲ智能材料－减震结构体系是一种新兴的多学科交叉的智能结构体系。本文在简要介绍智能材料－结构体系的基本概念及其在土木工程中的应用途径的前提下,详细介绍了ＥＲ智能材料的特性及ＥＲ智能材料－减震结构体系的力学模型和实现方法。文中通过一个单自由度的ＥＲ智能减震结构体系减震性能的分析和在三种结构体系中的应用,说明了ＥＲ智能减震结构体系是一种性能十分优秀的智能结构,它在建筑结构的抗震设计中具有广阔的应用前景。     

面向应急救援的可穿戴智能装备设计研究

目的 基于对可穿戴智能装备基本特征和应急救援工作中“人与环境”整体需求的分析,阐述了可穿戴智能装备设计中存在的问题和发展趋势。方法 运用KJ法建立应急救援中可穿戴智能装备功能需求指标,得出目标层1个、一级指标4个和二级指标21个;运用AHP层次分析法将各功能需求指标进行综合评价,得出各指标权重值;通过对传感器、运动控制、新型加工制造、新材料等关键技术的研究,探讨了信息处理与决策、运动控制、新材料应用等问题。结果 确立了功能为基础、安全为保障、强调人机交互体验、关注生理舒适性、提升科技美学的设计原则;明确了系统设计的方法和外观设计策略;构建了包括运行原理、信息采集及反馈、智能运动在内的系统设计模型。结论 为设计过程提供了基础数据和理论依据。从而实现面向应急救援的可穿戴智能装备的优化创新设计。     

智能化军事物流多维协同研究

目的 从理论、技术与实践融合的视角研究智能化军事物流多维协同问题.方法 通过探讨智能化军事物流的概念,分析智能化军事物流多维协同涉及的基础理论和关键技术,在此基础上提出智能化军事物流多维协同的功能要素,并探索设计多维协同框架模型.结果 结合智能化军事物流面临的理论滞后、标准薄弱、安全重视不够等现实挑战,给出了5个方面的对策建议.结论 智能化军事物流多维协同面临众多挑战,在任务不同的军事物流活动中,需要针对具体场景采用不同的策略.     

静电纺丝纳米纤维在食品智能包装中的研究进展

目的 食品智能包装是一种能够感知食品品质变化并反馈给消费者的新型包装技术,通过总结静电纺丝纳米纤维在食品智能包装中的研究进展,为未来智能包装技术的发展提供借鉴。方法 介绍静电纺丝装置的原理及其影响因素,举例介绍适用于静电纺丝技术的各种生物基食品包装材料,总结静电纺丝技术在不同智能包装技术中的最新应用进展,并分析静电纺丝技术的优势。结论 静电纺丝纳米纤维具有孔隙率高、比表面积大、材料选择灵活、非热工艺等优点,将它与智能包装集成应用可提高智能包装膜的稳定性和灵敏性,进一步提高了智能包装膜的性能。