土木工程智能结构中传感器原理与应用

智能材料结构起源于 90年代初的航空、航天领域 ,近年来在医学、船舶、建筑等领域也迅速形成了智能材料结构在该领域的应用研究热点 土木工程智能结构是集传感、控制和驱动等功能的工程结构 ,其中 ,传感元件的功能及其特性至关重要 文中重点介绍了应用于土木工程智能结构中的压电材料、光导纤维、形状记忆合金、电阻应变丝和碳纤维等传感元件的传感机理及相关的应用领域以及电脉冲时域反射技术在土木工程中的应用 上述传感元件及传感技术在土木工程结构的健康检测、安全评估和大型结构的抗震工作中有着重要和广阔的应用前景     

智能材料在土木工程结构振动控制中的应用

随着材料技术的发展,土木工程结构振动控制用传感和驱动装置也随之智能起来,其中包括:电磁流变材料、磁致伸缩材料、记忆合金材料、压电材料等,智能材料的广泛使用,帮助工程结构抵抗振动的影响.本文从振动控制的形式开始,进而介绍了主流智能材料在工程结构振动控制中的应用.     

智能结构的研究现状及其前景展望

智能结构是指在基体结构中使用智能材料做为传感和驱动元件的新型结构,它不仅具有自感知、自适应、自诊断和自修复的优点,而且还具有集传感和驱动一体化的优越特性。近年来,智能结构振动控制技术已被广泛应用到军事、机械、医学、等领域。本文介绍了智能结构的概况,对目前智能结构在振动控制领域的应用现状进行了回顾,最后指出了今后需要解决的主要问题和发展方向。     

智能复合材料结构荷载自识别问题研究

利用智能复合材料自诊断结构实时识别荷载参量，是预估结构损伤、防止结构发生突发性和灾难性失效的有效方法。介绍了低速小能量冲击荷载识别问题在航空航天等领域的工程应用背景；建立了荷载识别系统模型；综述了智能材料结构应变传感测量技术以及荷载识别方法；并探讨了智能材料结构荷载自识别技术在应用方面亟待解决的一些问题以及未来的研究方向。     

智能复合材料结构荷载自识别问题研究综述

利用智能复合材料自诊断结构实时识别荷载参量,是预估结构损伤、防止结构发生突发性和灾难性失效的有效方法.介绍了低速小能量冲击荷载识别问题在航空航天等领域的工程应用背景;建立了荷载识别系统模型;综述了智能材料结构应变传感测量技术以及荷载识别方法;并探讨了智能材料结构荷载自识别技术在应用方面亟待解决的一些问题以及未来的研究方向.     

智能材料在土木工程中的应用

在当代的土木工程领域内智能材料已经得到了广泛的应用。以压电、压磁、光纤、形状记忆合金（SMA）等几种智能材料为主，文章主要从智能材料的力学特性及其基本原理出发，介绍了它们在土木工程结构中的一些应用现状及相关研究，并对其发展前景作了展望。     

智能材料与结构在土木工程中的应用

本文介绍了智能材料与结构的特点,详细介绍了混入光纤维、碳纤维和玻璃纤维的机敏混凝土在土木工程中的应用以及形状记忆合金、电流变体、压电材料等智能材料在土木工程振动控制中的应用。     

智能材料在土木工程中的应用研究

智能材料是21世纪新诞生的一种材料,智能材料的产生灵感源于仿生物学,它作为21世纪新型材料发展的重要方向。智能材料在土木工程应用方面上有很大的冲击力。本文对智能材料定义和特性进行介绍,分析智能材料在土木工程中的应用及其现状,展望新时代智能材料在土木工程的发展,以期推进智能材料在我国土木工程中的广泛应用。     

智能材料在钻井液堵漏领域研究进展和应用展望

井漏是目前钻井过程中最常见的井下复杂问题,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一。常规堵漏材料在处理渗透性和中小裂缝性井漏时取得了较好的效果,但是对于大裂缝或缝洞性堵漏的适应能力较差,一次堵漏成功率较低。智能材料研发与应用是当今国际前沿学科领域,研究其在钻井液堵漏领域的应用,开发新型智能堵漏材料,有望为钻井液堵漏提供创新性解决方案和技术手段。通过文献分析,阐述智能形状记忆合金、智能形状记忆聚合物、智能凝胶、智能膜和智能仿生材料等智能型材料在钻井液中的作用机制以及应用现状,针对不同智能材料在钻井液中的作用机制和特点,论述智能材料用于钻井液堵漏的可行性和技术途径,提出智能材料在钻井液堵漏领域应用的技术研发方向、方法及应用前景展望。     

电流变体在结构工程振动控制中的应用研究

电流变体是智能材料系统中重要的驱动器材料之一.本文首先简单回顾了电流变体及其工程应用的研究现状,对含电流变体复合材料的研究进展进行了综合论述,并系统分析了电流变体在土木工程结构振动控制领域应用的2种类型：即电流变体阻尼器和将电流变体直接埋置到基体砂浆中做成复合构件.在此基础上,系统总结了利用电流变体作为驱动元件与基体砂浆材料结合制成智能悬臂梁结构的试验和理论研究进展,包括：电流变体复合于砂浆材料中的可行性和工艺,采用瞬态激振法测定智能复合梁结构频率随电场强度的演化规律,利用分析裂纹梁动态响应的方法对含电流变体的砂浆悬臂梁振动模型的模拟,并提出了今后研究应重点解决的问题.     

浅谈土木工程中智能结构控制系统研究

对智能土木工程结构中主动控制系统的研究是当今土木工程学科中相当活跃的研究领域之一,实现土木工程结构智能化将是土木工程的发展方向。本文内容包括智能结构的发展研究现状,对智能控制系统的机理及特性做了介绍,以及智能结构控制系统在应用过程中的关键要点进行了建议和总结,最后对智能结构控制今后的发展趋势进行了简单描述。     

基于OPCM声发射传感器的新的SHM技术

提出将地震工程中反射地震法与新型正交异性压电复合材料OPCM声发射（AE）传感技术相结合,应用到土木工程结构健康监测SHM系统中．用细观力学方法分析OPCMAE传感元件的正交异性特征,此特征克服了传统的单一压电陶瓷（PZT）换能器在监测过程中无法避免的土木工程结构构件侧面反射信号干扰的难题,采用椭圆损伤定位法确定损伤位置,使反射地震法与AE传感技术应用于SHM系统成为可能．设计了性能对比实验,在混凝土试件表面分别布置PZT元件和OPCM元件,验证了新的SHM技术应用于混凝土SHM系统的可行性以及OPCM元件避免侧面反射信号干扰的能力。     

智能压力传感器的研究与设计

20世纪80年代中期以来,随着微处理器技术的迅猛发展并与传感器的密切结合,使传感器不仅具有传统的检测功能,而且具有存储、判断和信息处理功能,这种由微处理器和传感器相结合构成新颖传感器,叫做智能式传感器。近几年来,人们提出了智能结构的概念,也就是将传感元件、制动元件以及微处理器集成于基底材料中,使材料或结构具有自感知、自诊断、自适应的智能能力。在技术上,智能结构涉及到传感技术、控制技术、人工智能、信息处理和材料学等多种学科和技术,是当今国内外竞相研究开发的前沿科技。本文设计了一款性能良好,体积小巧,智能化的压力传感器。     

智能材料与智能建筑结构

综述了智能材料与智能蛄构的研究与应用,着重论连了智能材料应用在建筑工程中彤成智能建筑结构,使建筑结构本身不仅具有承受荷戢的能力,而且还具有识别、分析、判断和驱动功能及自诊断、自适应和自修复功能。     

压电智能材料在土木工程中的应用

智能传感材料是近年来兴起的一些具有特殊性质、能用于传感的新材料。本文综述了基于压电传感器的常用监测方法以及在土木工程中的研究和应用。利用这些材料的特性,能够使桥梁结构的监测更加灵敏、精确、便捷。     

智能材料在结构振动控制中的应用研究

半主动振动控制系统能较好地克服被动控制和主动控制的缺点,利用智能材料作为结构振动控制的驱动器是土木工程结构振动控制研究的热点问题.应用智能材料对结构振动进行半主动控制可以有效地减少控制过程中所需的外部能量,通过有效地布置半主动控制的驱动元件和合理地确定振动控制算法,能更好地实现对结构振动的有效控制,从而减少地震、强风等自然灾害对建筑物的损害.同时,半主动控制技术的研究也能更好地促使新型智能材料得到广泛的应用.从智能材料的主要物理力学性能、恢复力、外界影响因素等出发,分别综述了电/磁流变流体、磁致伸缩材料、压电材料、形状记忆合金材料、磁控形状记忆材料的应用研究进展,分析了目前存在的主要问题.     

智能材料及其在混凝土中的应用

智能混凝土是现代建筑材料与现代科技相结合的产物,是传统混凝土材料发展的高级阶段。本文从土木工程中常用的智能材料入手,介绍了用该材料制作的智能混凝土及其在工程中的运用,展望了智能混凝土的发展趋势和应用前景,讨论了研究中应注意的问题。     

智能材料与土木工程结构振动控制

结合国内外最新研究成果,综述了压电材料?电/磁流变液?形状记忆合金等智能材料的基本性能?工作原理及其在土木工程结构振动控制中的应用研究概况,并对研究及应用中存在的问题作了探讨.     

基于神经网络对光纤智能结构的损伤评估

文章提出了由神经网络对光纤智能结构信号处理的方法,基于光纤智能材料与结构中的损伤估计,以及对光纤阵列传感信号处理的需要,给出了Kohonon网络模型,最后根据Kohonon网络的自组织网络对光纤智能结构进行了损伤估计。     

基于应力物理模型的碳纤维复合材料温阻效应

碳纤维增强复合材料(CFRP)既具有承载能力又具有一定的智能特性。开发其智能特性,研发具有相关功能的传感元件运用于结构健康监测具有重要的理论与应用价值。基于应力模型,建立了CFRP温阻效应预测模型,在室温(18.5、20℃)~高温(100℃)温度条件下,分别对有无掺入碳粉/SiO_2混合颗粒的CFRP传感元件进行温阻试验,并验证CFRP温阻效应预测模型。试验结果表明:第1次升温中两种传感元件均表现为正温度系数(PTC)效应;第2、3次温度循环试验中,掺入碳粉/SiO_2颗粒的CFRP传感元件负温度系数(NTC)效应/PTC效应之间的转变温度为45.20℃,重复性和规律性更好,CFRP温阻效应预测模型相关系数均大于0.85。研究结果对研发CFRP传感元件运用于结构健康监测的温度检测方面具有实际工程意义。