电磁热弹性介质的一些基本理论

具有电磁热弹性耦合性质的介质是许多传感器及机敏结构或系统中的关键材料，本文第一部分动态变分原理已就具有这种性质的机敏材料动力学理论作了较为系统的分析。在此第二部分则系统地讨论了在数值计算中极具重要性的各类变分原理，包括准静态变分原理、动态变分原理和关于固有频率的变分原理。     

光纤机敏复合材料与结构及其信号处理的研究进展

简述了机敏复合材料与结构中光纤传感技术的工作原理与应用，复合材料内结构监测与损伤估计用光纤传感阵列及其输出信号的人工神经网络处理原理与技术，并讨论了今后的发展趋势．     

光纤传感器对机敏复合材料结构性能的影响

本文通过实验研究了光纤传感器对埋光纤机敏复合材料机械性能的影响，详细分析了埋光纤机敏复合材料层板在外载作用下的应力分布，针对三种不同铺层方式，研究了六种树脂填充区对机敏复合材料层板应力集中的影响，得出了减小应力集中的有效方案。     

电磁热弹性介质的一些基本理论─电磁热动力理论

具有电磁热弹性耦合性质的介质是许多传感器及机敏结构或系统中的关键材料，本文则是力争对这种耦合材料的基本理论进行系统的研究。第一部分基于被推广的经典热动力学理论推导和归纳了电磁热弹性体的几个守恒方程、动力学方程、本构方程和热平衡方程。第二部分则是系统地讨论了在数值计算中具有极重要意义的电磁热弹性变分原理。     

机敏柔性梁的振动主动控制

提出了用于机敏结构中振动主动控制的仿人控制算法,对压电阻尼技术进行了理论和实验研究,给出了传感器,执行器和受控结构之间的关系,用ＰＺＴ作执行元件实现了柔性梁振动主动控制系统,给出了实验结果。     

结构变形最优控制的数值分析

机敏结构是一种依靠结构系统内部自身的自适应能力，达到对外界作出理想响应的智能性结构，由压电片控制结构变形以达到理想形状的结构即属此类。本文运用机－电耦合的变分方程建立起有限元方程，在此基础之上建立了求压电片控制电压和结构变形之间关系即控制矩阵的方法，并依靠控制矩阵，利用最优化方法，实现对结构变形的无条件和有条件最优控制，最后给出了计算实例．     

导电混凝土传感器的热变形与机敏性研究

摘要 本文设计了具有不同灵敏度的水泥基传感器。测试了传感器的热变形特征与机敏性规律。验证了传感器埋入混凝土进行结构变形检测的可行性。热膨胀系数测定实验发现：与传统认为的受热膨胀不同,添加了碳纳米管的传感器具有热胀-热缩特性。通过对比传感器单独加载与埋入混凝土中加载,发现了大掺量的碳纳米管传感器的压阻效应更易受到混凝土干缩应力的影响。在荷载作用下,传感器的压阻效应会发生变化：压缩应变导致导电填料间距减小致使传感器电阻率减小;微损伤的产生导致导电填料间距增大而致使传感器电阻率增大。两者的竞争机制形成了水泥基传感器压阻效应的非线性特征。本文根据实验结果和电子跃迁的隧道效应理论,建立了水泥基传感器的压阻模型。     

碳纤维增强混凝土中裂纹的红外热像检测方法与机理研究

本文利用碳纤维机敏混凝土的功能特性，采用红外热像无损检测方法检测机敏混凝土构件中的裂纹损伤，该方法利用机敏混凝土的导电性和电热效应，给试样通电造成其裂缝尖端区域与其它正常部位的温差，以及温差所导致的试样表面温度的非均匀分布，借助红外热像仪，通过对试样表面温度的分析对试样内部的裂纹进行无损检测，文中对温差产生的机理也进行了分析。     

功能梯度压电材料反平面裂纹问题

基于三维弹性理论和压电理论，导出了材料系数在横观各向同性平面内梯度分布的压电体的状态方程，进而对材料系数指数函数规律分布的半无限大压电体中的反平面裂纹问题进行了求解，利用Fourier变换给出了半无限大压电体中位移，应力，电势及电位移的解析表达式，并求得了裂纹尖端的应力强度因子和电位移强度因子，分析了不同的非均匀材料系数及几何尺寸对它们的影响。     

功能梯度材料与结构的若干力学问题研究进展

功能梯度材料的宏观材料特性在空间上是连续变化的,因此即使在线弹性理论范围内,由于控制偏微分方程是变系数的,相应的力学分析具有很大的挑战性.综述了功能梯度材料与结构若干力学问题的最新研究进展,包括功能梯度材料梁、板、壳结构的解析解与半解析解以及简化理论的研究、功能梯度材料结构的数值计算方法研究、功能梯度材料的断裂力学研究.最后对未来功能梯度材料与结构的力学研究进行了展望.     

磁敏智能软材料及磁流变机理

磁敏智能软材料是一类将微米或纳米尺度的磁性颗粒分散在不同基体中制备而成的多功能复合材料.由于其流变性能在外磁场的调控下可以实现连续、快速、可逆的改变,因此在建筑、振动控制和汽车工业等领域得到了广泛地应用.本文首先介绍了磁敏智能软材料发展历史及分类,分析了不同种类的磁敏智能软材料的特点和存在的科学问题;然后从实验和理论两个方面讨论了磁流变机理的研究现状;最后从实际应用的角度对这类材料未来的发展方向进行了展望.      

热压电变分原理

热释电介的许多传感器及机敏结构或中的关键材料，本文系统地讨论了在基础理论和数值计算中极具重要地位的各类变分原理，包括准静态变分原理、动态变分原理和关于固有频率的变分原理。最后建立了关于静态压电要板的变分原理，并由此导出了各向异性压电板的控制方程及边界条件。     

反求压电薄板智能结构荷载的有限元逆逼近方法

基于压电薄板智能结构提出一种有限元逆逼近反求结构荷载参量的方法，逼近目标函数以压电电荷响应为参量，迭代初值采用单位荷载预逼近方法；数值算例表明了该方法的有效性，可用于解决压电智能结构的荷载识别问题。     

智能复合材料的热力学特性

由形状记忆合金丝或颗粒增强的智能复合材料具有特殊的力学性能，本文从理论上预测了智能复合材料的热力学特性。利用Ｅｓｈｅｌｂｙ的等效夹杂原理与Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ的平均场理论导出了本构列式和相变条件，揭示了形状记忆合金在弹性介质约束下的相变机理与过程。     

Thermomechanical properties of smart composites

The smart composite materials reinforced by SMA show a high performance and special deformation behavior. The thermomechanical constitutive formulas of the composites are derived by means of Eshelby's equivalent inclusion method and Mori-Tanaka's mean field concept. The interaction between the inclusion and crack and toughening mechanism are considered and the energy release rate of a crack in the smart composite is calculated. This work shows that there are the multiple mechanisms contributing to the toughening of the smart composite materials reinforced by SMA.This project is supported by the National Natural Science Foundation of China.     

THE VARIATIONAL PRINCIPLES FOR PYROELECTRIC MEDIA

The pyroelectric medium is an important material in the application of smart materialsand structures.It is necessary to systematically discuss all kinds of variational principles which play avery significant role in the fundamental theory of mechanics and numerical analysis method.This paperfirstly gives the quasi-static and the dynamic variational principles,then the principles for eigen prob-lems.As a simple example,the principle was finally applied to derive the fundamental equations for ananisotropic piezoelectric plate.     

飞行器非线性气动弹性和颤振主动控制研究进展

首先，针对发展性能先进的新一代飞行器所涉及到的非线性气动弹性理论与分析技术，结合国内外研究进展情况，着重从建模技术、求解方法、非线性气弹特性分析几个方面进行概括总结。其次，对在飞行器设计中一直颇受关注的、智能材料在飞行器结构颤振及振动主动控制中应用研究现状也给予简要的介绍。最后指出一些尚待进一步研究的问题。     

面向压电智能结构精确变形的协同优化设计方法

智能结构集智能材料与传统材料于一体,能够实现结构的主动控制,在航空航天等领域具有巨大的应用潜力.由于其系统复杂且具有多场耦合效应,智能结构的整体式优化设计方法成为结构控制技术研究的关键之一.为了提高压电智能结构的整体性能和变形精度,提出了同时考虑压电驱动器布局(分布位置及角度)和基体结构拓扑构型的协同优化设计新方法.采用多点约束方法 (multi-point constraints,MPC)建立压电驱动器和基体结构的连接,定义一种与测量点目标位移相关的权重函数,以实现结构的精确变形控制.通过协同优化设计,压电驱动器可以获得最优的分布位置及角度,同时基体结构获得最优的拓扑构型,从而提升了压电智能结构系统的整体驱动性能和变形精度.通过进一步分析,研究了精确变形、体分比约束与结构优化构型和整体刚度的关系,以及优化结果中可能存在的传力路径畸变现象.数值算例的设计结果表明,采用协同优化设计方法,能够扩大结构的寻优空间,有效减小变形误差,实现压电智能结构的精确变形控制.     

智能梁的静态形状控制

直接从位移函数出发，用Hamilton原理推导了压电智能梁结构的有限元方程，并采用灵敏度分析方法来确定结构的优化控制电压，在此基础上建立了结构自适应梁。最后采用数值分析来验证其有效性，从仿真结果可以看出文中的方法对梁结构的静态形状控制，有较好的控制精度。