智能材料系统与结构,pdf

《智能材料系统与结构,pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划智能材料系统与结构,pdf　　智能材料结构综述　　摘要　　本文综述了智能材料结构及系统的相关问题，阐述了智能材料的基本概念、分类方法和关键技术；描述了智能材料的实际应用现状和未来发展。智能材料的研究内容十分丰富，涉及许多前沿学科和高新技术，应用领域十分广阔。智能材料结构系统的研究应用必将把人类社会文明推向一个新的高度。关键词：智能材料结构；关键技术；实际应用；未来发展　　Abstract　　Inthispaper,therelatedissuesdealtwithsmart/intelligentmaterialsanditssystemsarereviewed.Thebasicconception,classificationandkeytechnologyofthematerialsispresentsituationandthefuturedevelopmentoftheintelligentmaterialsisdescribed.Theresearchcontentofthematerialsisabundant.ThematerialsdealwithmanyforwardsubjectandhightechniquesandCanbeusedinvariousaspects.Theresearchofsmart/intelligentmaterialsystemswillcertainlycarryhumanbeings’civilizationtoanewsummit.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　KeyWards:smart/intelligentmaterials;keytechnology;presentsituation;futuredevelopment　　1引言　　材料是人类一切生产和生活水平提高的物质基础，是人类进步的里程碑。随着科技的发展，特别是20世纪80年代以来，现代航天、航空、电子、机械等高技术领域取得了飞速的发展，人们对所使用的材料提出了越来越高的要求，传统的结构材料或功能材料已不能满足这些技术的要求，材料科学的发展由传统单一的仅具有承载能力的结构材料或功能材料，向多功能化、智目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划能化的结构材料发展。20世纪80年代末期，受到自然界生物具备的某些能力的启发，美国和日本科学家首先将智能概念引入材料和结构领域，提出了智能材料结构的新概念。智能材料结构又称机敏结构(Smart/IntelligentMaterialsandStructures)，泛指将传感元件、驱动元件以及有关的信号处理和控制电路集成在材料结构中，通过机、热、光、化、电、磁等激励和控制，不仅具有承受载荷的能力，而且具有识别、分析、处理及控制等多种功能，能进行自诊断、自适应、自学习、自修复的材料结构。智能材料结构是一门交叉的前沿学科，所涉及的专业领域非常广泛，如:力学、材料科学、物理学、生物学、电子学、控制科学、计算机科学与技术等，目前各国都有一大批各学科的专家和学者正积极致力于发展这一学科。　　2智能材料结构的概念和分类　　智能材料结构的概念　　智能材料结构是将传感元件、驱动元件和控制系统结合或融合在基体材料中的一种结构。这种结构不仅具有承受载荷的能力，还具有识别、分析、判断、动作等额外功能。具体地说,就是具有检测(应变、损伤、温度、压力及各种制导光源)、通信(数据传输)、动作(改变结构外形和结构应力分布、改变电磁场及光学反射能力和数字选择能力、改变透气性和通风)等功能，即结构件本身具有自诊断、自适应、自修复、自增殖、自衰减等能力。　　如将基体材料看作人体的骨骼，则智能材料结构就相当于由神经、肌肉、大脑和骨骼组成的系统。因此可将智能材料结构定义为：将具有仿生命功能的材料融合于基体材料中，使制成的构件具有人们期望的智能功能，这种结构称为智能材料结构。仿生命功能是人们期望的功能，如光纤埋入复合材料中就具有了解结构中的应变和温度的功能，埋入的形状记忆合金丝可以使结构动作、改变结构的形状和应变等。因此，融合于材料中的传感元件相当于人体神经系统，具有感官目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　功能；驱动元件相当于人体的肌肉；计算机系统相当于人的大脑，它将根据从传感元件得到的信息指挥驱动元件动作。　　从工程角度来说，智能材料结构是将仿生命功能的材料融合于基体材料中，使制成的构件具有人们期望的智能功能；从解剖学角度来看，智能材料相当于一个由骨骼神经肌肉和大脑组成的系统。这其中基体材料相当于人体的骨骼，融合于基体材料中的传感元件相当于神经系统，具有感官功能，驱动元件相当于人体的肌肉，处理和控制系统可视为人的大脑，它根据从传感元件得到的信息经分析判断后指挥驱动元件动作，实现自诊断、自修复、自适应等功能。　　图1：智能材料动作流程　　智能材料的分类　　智能材料按产生方式可分为天然智能材料和人工智能材料，前者主要指有机活体，如人和动物的皮肤、骨骼、肌肉、脏器、血液、毛发等；后者是人为制造的具有智能功能的材料是高科技发展的产物，它大多是在前者的启发下而发展的，这时又称为生物拟态材料。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　智能材料结构按驱动方式可以分为两种类型，一类是嵌入式智能材料，又称主动式智能材料，另一类是材料本身具有一定的智能功能，又称被动式智能材料。前者在基体材料中嵌入具有传感、动作和控制处理功能等三种原始材料，传感元件采集和检测外部环境给予的信息，控制处理器指挥激励驱动元件执行相应的动作，即材料在感知所发生的变化后，需要通过外界的反馈系统作用在材料上使其发出所需的变化，如压电陶瓷传感器与压电陶瓷驱动器结合起来，通过外部反馈电路进行驱动。后者是某些材料微结构本身就具有智能功能!能够随着环境和时间改变自己的性能，例如自滤波玻璃、变色太阳镜和受辐射时性能自衰减的　　InP　　半导体等。　　3智能材料结构的关键技术　　智能传感技术　　传感技术是实现智能结构实时、在线和动态监测的基础。而其中用于感受周围环境变化以实现传感的一类功能元件叫传感元件，它相当于人的神经系统。通过埋入于主体材料内部的传感元件能够有效地将所感受的物理量的变化转换成另一种物理量的变换，它是结构实现智能化的基础元件之一。智能结构中的传感元件应满足如下要求：1、厚度薄,尺寸小,不影响结构外形。2、与主体材料相容性好，埋入后对原结构强度影响小。3、性能稳定可靠，传感信号覆盖面宽，电磁兼容性好，抗干扰能力强。　　目前研究和采用的主要传感元件有：光导纤维、压电元件、电阻应变元件、疲劳寿命丝、半导体元件等。　　光导纤维目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　它是利用两种介质面上光的全反射原理制成的光导元件。通过分析光的传输特性可获得光纤周围的力、温度、位移、压强、密度、磁场、成分和X射线等参数的变化。光导纤维作为传感器具有反应灵敏、抗干扰能力强和耗能低等特点。嵌埋式光纤传感器还能实时监测材料固化过程中的状态变化，以便调整固化过程的参数,从而提高材料固化的成功率。而在材料固化后仍留在材料内部，继续充当敏感元件，实时敏感材料结构在使用过程中性能的变化，实现在线无损检测。因而广泛用作智能结构的传感元件。　　压电元件　　在智能结构中，常用于声发射信号、应力波和压力测量的压电材料可分为两类：压电陶瓷和压电聚合物。压电材料的特点是有较宽的频响范围、控制精度高、可以加工成多种形式的传感器，易于小型化和集成化，可用作传感元件和驱动元件。压电材料的最新成果包括细晶粒聚合物陶瓷、大应变量单晶压电材料、压电纤维和压电复合材料等，它们的共同优点是具有较大的驱动应变和很强的可设计性。　　半导体元件目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　微小的半导体传感元件是未来智能结构中的主要传感元件，它能够制成与基体材料融为一体的半导体模块、薄片，用于测量温度、压力、辐射、加速度等，具有用途广、尺寸小、易集成和成本低等优势，目前的主要问题是使用温度的限制。　　不同的传感元件具有不同的传感特性，因此，需要对相关传感元件的力学、光学、电学等耦合效应进行深入的分析，探索新型组合式传感元件的新原理；研究新型光纤、激光、压电传感原理与技术；研究高性能、多用途表面声波传感器；研究分布式及准分布式传感、传感器网络及多传感器复用原理与方法；建立应变/温度复合传感原理与技术；研究新型加速度、速度、位移、变形、裂纹、损伤传感器技术；研究传感器数量与位置优化设计，以及在不同环境下传感元件和网络功能效应的模拟与仿真，以达到优化传感元件和传感网络综合性能的目的。　　智能驱动技术目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　驱动技术是智能结构实现形状或力学性能自适应变化的核心问题，也是困扰结构自适应的一个“瓶颈”。其中，驱动元件是使结构自身适应其环境的一类功能元件，它的作用就像人的肌肉，可以改变结构的形状、刚度、位置、固有频率、阻尼、摩擦阻力、流体流动速率、温度、电场及磁场等。驱动元件是自适应结构区别于普通结构的根本特征，也是自适应结构从初级形态走向高级形态的关键。对驱动元件的要求如下：1、与主体材料相容性好，具有较高的结合强度。2、本身具有较好的机械性能，如弹性模量大、静强度和疲劳强度高、抗冲击等。3、频率响应宽，响应速度快，激励后的变形量和驱动力大，且易于控制。　　目前研究和采用的主要驱动元件有：压电元件、形状记忆合金、电致/磁致伸缩材料、电/磁流变体、压电复合材料、聚合物胶体等。　　压电元件　　利用逆压电效应，压电元件可用作驱动元件。压电元件作为驱动元件的特点是：激励能量小，响应速度快，控制精度度高，使用方便。主要问题是：驱动变形量和驱动力小，低于目前结构材料的许用应变值。　　形状记忆合金　　形状记忆合金是智能结构中首先应用且问世不久的一种具有形状记忆效应的功能型金属材料，其作为驱动器元件最重要的特点是：可实现多种变形形式，变形量大，加热驱动时驱动力较大，可用于改变结构中的应力应变分布和结构的形状。存在的主要问题是功耗大、响应慢、多参数耦合效应复杂。　　电磁流变体　　形状记忆合金在结构减震中的应用　　蒋飞目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　摘要：简述了形状记忆合金的发展，详细论述了形状记忆效应、超弹性能、相变滞后性能、阻尼特性等一些基本特性。介绍了其在建筑结构主动和被动控制中的应用，并给出了具体的工程应用。展望了今后的发展前景,并提出了相应的建议。　　关键字：形状记忆合金形状记忆效应超弹性结构减震　　ApplicationofstructuraldampingwithSMA　　JiangFei　　(NanjingUniversityofScience&TechnologyNanjing)　　Abstract:Outlinesthedevelopmentofshapememoryalloysarediscussedindetailtheshapememoryeffect,superelasticity,transformationhysteresisproperties,dampingcharacteristicsandsomebasiccharacteristics.Describedinactiveandpassivestructuralcontrolapplications,alsogivesaspecificengineeringapplication.Outlookonfuturedevelopmentprospects,andthecorrespondingrecommendations.Keywords:SMA;shapememoryeffect;superelasticity;structuraldamping　　1.引言目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　20世纪50年代,人们提出了智能结构,当时人们把它称为自适应系统。在智能结构发展过程中,随着人们对智能结构的研究和开发,20世纪80年代中期,人们提出了智能材料的概念。智能材料是模仿生命系统,能感知环境变化,并能实时的改变自身的一种或多种性能参数,作出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合[1]。智能材料系统根据其功能特点可划分为两大类:一类是对外界或内部的刺激强度如应力、应变及物理、化学、光、热、电、磁、辐射等作用具有感知功能的材料,通称为感知材料。这类材料主要有光导纤维、压电陶瓷、压电高分子材料、形状记忆合金及其他各种类型的传感材料,其中尤以光导纤维最为重要。另一类是能对外界环境条件或内部状态发生变化时做出响应或驱动的材料,如形状记忆合金、压电材料、电致伸缩材料、磁致伸缩材料、电流变体、磁流变体和功能凝胶等[2]。　　2.形状记忆合金的发展目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy,简称SMA)是一类对形状有记忆功能的材料,这种材料本身具有自感知、自诊断和自适应的功能。自形状记忆合金问世以来,迄今已发现有近百种合金具有形状记忆效应,其中最具有实用价值的是Ni-Ti、铜基和铁基三种形状记忆合金[1]。1972年，形状记忆合金首次被提出应用子建筑结构的振动控制技术中,随后开展了各种形状记忆合金阻尼器的大量研究工作，包括形状记忆合金的材料特性和滞回模型研究形状记忆合金在桥梁减震中的应用与研究；不同功能机理的形状记忆合金阻尼器的性能试验和装有形状记忆合金阻尼器或形状记忆合金线的钢框架结构的试验研究形状记忆合金在结构抗震加固中的应用研究等。由于形状记忆合金的特殊性能，使形状记忆合金控制器具有优越的性能，在建筑结构抗震、减震中有着广阔的应用前景。　　本文从形状记忆合金控制器的原理出发,介绍了形状记忆合金的性能及其在结构减震控制中的应用,提出了研究与应用中存在的问题,并对其发展前景作了展望。　　3.形状记忆合金的特性　　在形状记忆合金的物理与力学性能中,形状记忆效应、滞后特性、阻尼特性和超弹性性能等可以应用在结构主、被动控制中[3]。　　形状记忆效应　　形状记忆效应是指形状记忆合金材料在完全母相状态下定型,然后冷却到一定温度形成完全马氏体,将马氏体在该温度下施加变形,使它产生残余变形,从变形温度加热,伴随逆相变,就可以使原来存在的残余变形消失,并回复到母相所固有的形状，仿佛合金记住了母相状态所赋予的形状。当马氏体变形后经逆相变,能恢复母相形状的称为单程形状记忆效应。有的材料经适当“训练”后,不但对母相形状具有记忆,而且在再次冷却时能恢复马氏体变形后的形状,称为双程形状记忆效应[4]。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　形状记忆合金的形状记忆效应是Ni-Ti合金的主要特征之一。当对变形后的材料进行加热,如果温度超过了相变温度,材料将发生由马氏体向母相的转变,材料试图恢复到变形前的形状,产生收缩。如果这种收缩受到限制,材料将产生很大的回复应力和显著的应变。利用这一回复力作为结构控制的驱动力可以实现对结构的强度和形状自适应控制[4]。　　这种主动控制一般需要将形状记忆合金丝预先拉伸变形，使它产生较大的塑性变形。加热激励合金丝,改变其塑性变形来产回复力,从而改变结构构件的应力状态即改变结构的自振频率[5]。合理设置形状记忆合金丝,可以防止构件裂纹的产生和损伤的扩展。　　另外,当材料经历马氏体相变时,弹性模量变化很大高温下奥氏体材料的弹性模量比低温下马氏体弹性模量要高一倍,即形状记忆合金的弹性模量随温度增加而提高普通金属材料则相反,这就使得形状记忆合金在较高温度下仍能保持较高的弹性模量。利用这个特性可以改变结构构件的刚度和提高材料的屈服极限通过调节结构局部或整体的刚度,可以调整结构的运动和振动响应以及改变结构承载时的变形[6]。　　超弹性能　　当试件温度在Af与Md之间时,若温度不目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　变化,仅卸除荷载,材料便可逆转回复到母相的形状,变形可以完全消失,这种现象称为相变伪弹性或超弹性。其加载卸载的应力－应变关系曲线如图所示。形状记忆合金的超弹性实际上是由于合金应力达到－定极限时,合金内稳定的奥氏体相在应力的作用下,引发奥氏体相向马氏体相转变,转变过程中合金的弹性模量大大降低,好像发生了塑性屈服,随着奥氏体相不断向马氏体相转变,其应力－应变曲线出现应力平台；当奥氏体相完全转变为马氏体相时,继续加载,合金的应力一应变曲线又呈线弹性,此时合金的弹性模量较完全奥氏体相时略低,但远高于相变过程中合金的弹性模量[7]。由于马氏体相只有在应力作用下才可以保持稳定状态,因此当卸载时,合金组织会发生逆相变,只是应力平台较加载时为低,最后当完全卸载时,合金又恢复到原来的形状整个相变过程中应力－应变曲线形成一个完整的滞回环,残余应变为零,表明形状记忆合金可以提供优越的耗能效果。　　超弹性效应并不是在所有的情况下都可以发生的。给出了产生形状记忆效应与超弹性效应的温度和应力范围,以及它们与滑移变形临界应力之间的关系。当滑移变形临界应力比高时,在划有左斜线的应力－温度范围内能产生相变超弹性效应,但当低于应力比时,则不能产生[8]。大量研究表明热处理、机械处理及冷变　　形对Ni－Ti合金的超弹性性能有显著的影响,冷变形量大的Ni－Ti合金,一次应力－应变循环不能获得超弹性,只有经过一定次数的应力－应变循环处理,才可以获得完全超弹性。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　形状记忆合金由于超弹性的疲劳性能很好,同时可以产生很大的可恢复变形,因而具有很好的耗能能力[8]。　　相变滞后性能　　在前面的论述中,我们曾提及形状记忆合金的相变伪弹性，伪弹性是相对于弹性而言的,一般金属材料中的弹性变形是指应力－应变曲线是直线,且加载与卸载时的直线是重合的；而伪弹性是指应力－应变曲线是非线性，与卸载时的曲线不重合,有滞后现象。相变滞后性能是形状记忆合金的一个重要特性。合金成分、应变速率、时效作用、温度、初应变等都能不同程度地影响滞后性能,适当控制这些参数，可以获得所需的较宽或较窄的滞后性能。结构减震振控制中的被动耗能器常常利用较宽的滞后性能以消耗更多的能量,从而达到减小地震作用的目的[9]。　　阻尼特性　　形状记忆合金由于马氏体相变的自协调,和马氏体中形成的各种界面及界面运动而具有很好的阻尼特性。马氏体相变过程中,由于马氏体的成核与生长,对振动能的吸收逐渐增加。在马氏体中由于形成了各种界面及界面运动,其阻尼比母相大得多经研究表明,处于母相和马氏体混合态时,阻尼最大,完全马氏体态时阻尼次之,而母相状态时阻尼最小[10]。　　4.形状记忆合金特性在结构减震控制中的应用目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　在主动控制中的应用　　作为一种新型的智能材料,形状记忆合金的一个非常重要的优点是在激发形状记忆效应时,它能产生很高的回复应力和回复应变,并且具有很强的能量存储能力和传输能力。利用该性能,将形状记忆合金置于拉伸构件、受弯构件或受扭构件中,可以降低构件的应力,从而提高杆件的承载能力。　　研究结果表明,在构件中埋入形状记忆合金线,可以改变构件内部的应力状况,而且多次循环的数据稳定；若与传感器配合使用,可以进行自适应控制[11]。　　另外,利用形状记忆合金的回复力,可以实现裂纹的主动控制。将形状记忆合金丝布置在构件易于产生裂纹的地方,构件在外力作用下产生变形,形状记忆合金丝随之发生变形当裂纹达到一定值后,通电激励形状记忆合金丝,使之发生相变,形状记忆合金丝回缩,由于荷载的存在,限制了形状记忆合丝的回复,形状记忆合金丝产生很大回复力,抑制裂纹的开展,并且驱动裂纹闭合,从而实现裂纹的主动控制[12]。　　在被动控制中的应用目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　由于形状记忆合金具有超弹性性能、相变滞后性能,其应力－应变曲线形成滞回环,说明此过程吸收了大量的能量,因此可以利用形状记忆合金制成被动耗能器形状记忆合金耗能器一般安装在结构的层间,使之感受层间变形,以达到消耗地震能量的目的[13]。试验表明,在安装了形状记忆合金耗能器后,近一半地震能量可以被耗能器吸收,结构的位移得到了明显的控制[14]。　　工程应用　　国外已利用形状记忆合金的超弹性性能加固了一些有历史意义的古建筑。1996年在意大利的EmiliaRomagna地区的地震中,佐治亚教堂的钟塔遭到严重的破坏,加固方案采取在钟塔内加设连有SMA阻尼器的后张拉预应力筋,在XX年　　6月的相同震级的地震中,经过修复的钟塔经受住了考验。此外,意大利的SanFrancisco教堂在1997年遭受地震破坏之后,也采用了SMA装置,将它安装到山墙的三角面和屋顶部位,用于结构的修复[15]。　　5.总结　　本文从形状记忆合金的特性出发,对形状记忆合金在结构主、被动控制中的应用进行了简要介绍。虽然形状记忆合金的理论还有待进一步的完善,它在结构减震振中的应用仍处于尝试阶段,但是随着人们对形状记忆合金性能研究工作的深人开展,利用它的独特性能制成被动和主动控制器,以减少结构的地震反应,达到抗震减震的目的是现实可行的,形状记忆合金在结构中的应用前景是十分广阔的。　　参考文献　　[1]曹照平,王社良.智能材料系统在土木工程中的应用[J].重庆建筑大学学报,XX,23(1):.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　[2]崔迪,李宏男,宋钢兵.形状记忆合金在土木工程中的研究与应用进展[J].防灾减灾工程学报,XX,25(1):86294.　　[3]王军,郦正能,叶宁.形状记忆合金智能结构的主动振动抑制研究[J].航空学报,XX,23(5):.　　[5]杨恒,倪立峰,李爱群.工程结构的形状记忆合金超弹性阻尼减振技术研究进展[J].世界地震工程,XX,20(2):86-90.　　[6]王社良,苏三庆,沈亚鹏.形状记忆合金拉索被动控制结构地震响应分析[J].西安建筑科技大学学报,XX,33(1):56-62.　　[7]王社良,苏三庆.形状记忆合金的超弹性恢复力模型及其结构抗震控制[J].工业建筑,1999,29(3):49-52.　　[8]李俊宝,张景绘,任勇生,等.振动工程中智能结构的研究进展[J].力学进展,1999,29(2):165-177.　　[9]李顺群,张业民,王英红,等.土木工程结构中隔震技术的发展[J].辽宁工学院学报,XX,21(5):64-66.　　[9]杜琨.振动控制技术在土木结构工程中的应用[J].安徽建筑,XX(3):76-77.　　[10]瞿伟廉,李卓球,姜德生,等.智能材料—结构系统在土木工程中的应用[J].地震工程与工程振动,1999,19(3):87-95.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　[11]王社良,巨生国,苏三庆.形状记忆合金的动力响应特性及振动控制[J].西安建筑科技大学报,1993,31(1):14-17.　　[12]王社良,苏三庆,沈亚鹏.形状记忆合金拉索被动控制结构地震响应分析　　[J].土木工程学报,XX,23(1):47-51.　　[13]韩玉林,李爱群,林萍华.基于形状记忆合金耗能器的框架振动控制试验研究[J].东南大学学报(自然科学版),XX,30(4):16～12.　　[14]倪立峰,李秋胜,李爱群.新型形状记忆合会阻尼器的试验研究[J].地震工程与工程振动,XX,22(3):145～148.　　[15]薛素铎,董军辉.一种新型行政记忆合金阻尼器[J].建筑结构学报,XX,26(3):45～50.　　智能材料与结构　　智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。具体来说，智能材料需具备以下内涵：　　(1)具有感知功能，能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度，如　　电，光，热，应力，应变，化学，核辐射等；　　(2)具有驱动功能，能够响应外界变化；　　(3)能够按照设定的方式选择和控制响应；目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　(4)反应比较灵敏,及时和恰当；　　(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。　　智能材料与结构是当今世界上正在发展的新兴边缘学科，属前沿性研究领域。该学科研究的特点是将具有特殊性能的智能材料复合于本体材料、或制成智能构件与原有构件相结合，以形成一种具有感知和作动功能的新型智能材料结构，使结构自身具有自诊断、自控制、自适应的功能，达到提高结构安全性、可靠性的目的。　　由于智能材料与结构可以解决许多现有技术和方法不易解决、或不能解决的技术问题，因而已引起世界各发达国家的极大关注，并拨巨额专款用于此方面的研究。近年来，我国也开始对智能材料结构进行研究，因起步较晚，在基础理论研究和开发应用方面，均与国外存在较大差距。　　主要研究内容：　　1、自适应智能材料结构研究　　针对大型机械关键受力结构连接部位，由于加工误差、载荷不均和温度不均等导致的连接部位受力不均问题，利用功能材料的一些特殊性能进行自适应结构的研究。　　2、用于结构控制和损伤监测智能材料理论研究　　针对高速机车壳体、飞机、卫星壳体和大型关键机械结构设备受力构件进行基础理论、结构设计与控制研究及应用。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　3、智能材料在大型结构健康诊断与控制上的研究及其应用　　利用智能材料的特殊性能作为传感元件和控制元件，对结构的健康状态进行长期的实时监测和控制，并通过获取的特征信息对结构的健康状态进行评价。　　4、功能材料的研究　　主要研究(1)形状记忆合金的冶炼工艺、热处理工艺及成型工艺，并对其力学行为、功能特性以及本构关系进行研究;(2)光纤传感器的制作工艺,性能参数,监测技术与进行研究。　　智能材料的特征　　因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，　　所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：　　传感功能　　能够感知外界或自身所处的环境条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。　　反馈功能　　可通过传感网络，对系统输入与输出信息进行对比，并将其结果提供给控制系统。　　信息识别与积累功能目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　能够识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。　　响应功能　　能够根据外界环境和内部条件变化，适时动态地作出相应的反应，并采取必要行动。　　自诊断能力　　能通过分析比较系统目前的状况与过去的情况，对诸如系统故障与判断失误等问题进行自诊断并予以校正。　　自修复能力　　能通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制，来修补某些局部损伤或破坏。　　自调节能力　　对不断变化的外部环境和条件，能及时地自动调整自身结构和功能，并相应地改变自己的状态和行为，从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。　　构成　　一般来说智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。　　基体材料　　基体材料担负着承载的作用，一般宜选用轻质材料。一般基体材料首选高分子材料，因为其重量轻、耐腐蚀，尤其具有粘弹性的非线性特征。其次也可选用金属材料，以轻质有色合金为主。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　敏感材料　　敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化。常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等。　　驱动材料　　因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力，所以它担负着响应和控制的任务。常用有效驱动材料如形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等。可以看出，这些材料既是驱动材料又是敏感材料，显然起到了身兼二职的作用，这也是智能材料设计时可采用的一种思路。　　其它功能材料　　包括导电材料、磁性材料、光纤和半导体材料等。　　功能　　现举一个简单的应用了智能材料的例子：某些太阳镜的镜片当中含有智能材料，这种智能材料能感知周围的光，并能够对光的强弱进行判断，当光强时，　　它就变暗，当光弱时，它就会变的透明。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　科学家正在研制一种能自行调温调光的新型建筑材料，这种材料叫“云胶”，其成分是水与一种聚合物的混合物，呈透明状，可以透过90％的光线。当被加热时，云胶可从清澈透明变成白色，以阻挡90％的光线，这一转变是可逆的，且能在两三度温差范围内完成。建筑物如果拥有了这样的“皮肤”就可以适应周围的环境：当天气寒冷时它就变成透明的，让阳光照射进来：当天气暖和需要把阳光挡住时，它就变得半透明。一个装有云胶的天窗，当太阳光从天窗的一端移向另一端时，可提供比较恒定的进光量。　　德国著名的康采思巴斯夫公司在工程师舒勒的带领下已研制出一种名为“施马蒂斯”的智能塑料，它可以按照人们的需要时而变硬时而变软，因而人们可通过各种外因来变换它的物理状态。这种塑料能自行消除外来的撞击，特别适合于车辆的缓冲器。用这种塑料制成的油箱即使被坦克压过也不会破裂。将其用于建房则抗震性能特强。如果在桥梁钢架上套一层用这种塑料制成的微型管道网，其内部储存着防锈剂，一旦钢架生锈，管道会自行熔解，释放出防锈剂。　　再如，形状记忆合金(ShapeMemoryAlloys，简称SMA)是一种能够记忆原有形状的智能材料。当合金在低于相变态温度下，受到一有限度的塑性变形后，可由加热的方式使其恢复到变形前的原始形状，这种特殊的现象称为形状记忆效应。而当合金在高于相变态温度下，施以一应力使其受到有限度的塑性变形后，可利用直接释放应力的方式使其恢复到变形前的原始形状，此种特殊的现象又称为拟弹性或超弹性。这两种形状记忆合金所拥有的独特性质在普通金属或合金材料上是无法发现的。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　记忆合金同我们的日常生活也同样休戚相关。仅以记忆合金制成的弹簧为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放　　到冷水中，它会立即恢复原状。利用形状记忆合金弹簧可以控制浴室水管的水温，在热水温度过高时通过"记忆"　　功能，调节或关闭供水管道，避免烫伤。也　　可以制作成消防报警装置及电器设备的保安装置。当发生火灾时,记忆合金制成的弹簧发生形变，启动消防报警装置，达到报警的目的。还可以把用记忆合金制成的弹簧放在暖气的阀门内，用以保持暖房的温度，当温度过低或过高时，自动开启或关闭暖气的阀门。　　再如以下的设计图：　　预计不远的将来，这些各种各样实用的有“感觉”和“知觉”的高分子智能材料将会走进寻常百姓家　　......目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。