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出版者:Society of Photo Optical

作者:Flatau, Alison B. (EDT)

出品人:

页数:728

译者:

出版时间:

价格:$140.00

装帧:Pap

isbn号码:9780819457455

丛书系列:

图书标签:

• Smart materials
• Smart structures
• Composite materials
• Sensors
• Actuators
• Vibration control
• Structural health monitoring
• Non-destructive testing
• Aerospace
• Civil engineering

智能结构与材料 2006：前沿进展与应用研讨会论文集 （Smart Structures and Materials 2006: Proceedings of the Conference on Smart Structures and Materials） 出版信息： 预计 2006 年出版，由 SPIE (国际光学工程学会) 出版。 图书简介： 本书汇集了在 2006 年于美国圣地亚哥举行的“智能结构与材料”年度国际会议上发表的最新、最前沿的研究成果和工程应用报告。作为智能材料、结构与系统领域最具影响力的会议之一，本届会议的论文集全面反映了该领域在过去一年中取得的关键突破，特别是在系统集成、先进传感技术、新型执行器开发及其在航空航天、土木工程、生物医学等关键领域的实际部署。 本论文集深入探讨了智能系统从基础科学研究到工程化应用的全过程，内容涵盖了从微纳尺度材料设计到宏观结构健康监测（SHM）的广泛主题。读者将了解到如何利用智能材料的固有感知能力和主动响应特性，设计出具有自适应、自修复、高效能等优异性能的新一代工程系统。 核心内容板块与深度解析： 第一部分：智能材料与结构的基础科学研究 本部分聚焦于新一代智能材料的本构关系、微观机理及其在复杂载荷下的响应特性。重点关注了以下几个方面： 先进压电与铁电材料的本征特性研究： 深入探讨了高应变能力压电聚合物（如 PVDF 及其共聚物）在多场耦合作用下的介电常数、压电常数变化规律，并分析了纳米级晶界对宏观性能的影响。研究报告展示了如何通过掺杂或界面工程来优化这些材料的能量转换效率和环境稳定性。 磁流变（MR）和电磁流变（ER）流体的最新发展： 论文集中收录了关于 MR/ER 流体颗粒间相互作用模型的新进展，特别是在磁场和电场梯度变化下，流体粘度和屈服应力动态调控的精细化研究。这些研究为开发高精度、高响应速度的减振和阻尼系统奠定了基础。 形状记忆合金（SMA）与聚合物的性能提升： 重点讨论了新型镍钛（NiTi）基合金的相变动力学及其在多循环加载下的疲劳寿命预测模型。此外，对形状记忆聚合物（SMPs）的刺激响应机制（如光敏、溶剂敏化）也进行了深入剖析，展示了其在可逆变形和自修复方面的潜力。 第二部分：结构健康监测（SHM）与传感器技术 本部分是本届会议的重点之一，集中展示了用于实时、无损评估工程结构完整性的创新传感和数据处理技术。 分布式光纤传感（FOAS）系统在大型结构中的应用： 详细介绍了基于 Brillouin 散射和 Rayleigh 散射的分布式温度、应变和振动传感技术在桥梁、管道和飞机复合材料蒙皮上的部署案例。论文重点讨论了如何克服环境噪声、实现高空间分辨率传感的挑战。 集成化与微型化传感器网络： 探讨了利用 MEMS 技术制造的集成加速度计、应变片和声发射（AE）传感器的最新成果。研究人员展示了如何将这些传感器直接嵌入到复合材料层合板中，实现“嵌入式”或“本征”的健康监测能力，同时最小化对结构原有刚度的影响。 基于模式识别的损伤定位与表征： 论文集收录了大量利用机器学习和先进信号处理技术（如独立成分分析 ICA、小波变换）来解析 SHM 数据，从而精确识别微小损伤（如分层、裂纹萌生）的算法研究。探讨了如何从高维传感器数据中提取出具有物理意义的特征向量。 第三部分：主动控制与动态响应抑制 本部分关注如何利用智能材料和系统主动地改变结构的动态特性，以达到减振、降噪或提高稳定性的目的。 主动振动控制（AVC）系统： 详细描述了基于压电作动器或磁致伸缩（MARS）执行器的半主动和全主动控制策略。研究案例涵盖了对高层建筑的实时风致振动抑制、高速列车转向架的振动隔离，以及对精密仪器设备的隔振平台设计。 主动气动弹性控制（Aeroelastic Control）： 针对航空航天领域，论文集探讨了如何利用智能材料驱动的襟翼或翼面变形器来抑制颤振和发散，从而拓宽飞行器的适航包线。报告特别关注了在高超音速飞行器中，材料热载荷与结构控制的耦合问题。 智能阻尼器的性能优化： 深入分析了 MR 阻尼器在不同剪切速率下的非牛顿流体特性，以及如何通过反馈控制策略，实时调整阻尼系数以适应多模式振动抑制的需求。 第四部分：智能系统集成与应用案例 本部分侧重于将实验室成果转化为实际工程系统的集成方法和验证数据。 自修复结构的研究进展： 展示了两种主要的自修复途径：一是利用微胶囊技术，在材料损伤处释放修复剂；二是利用形状记忆聚合物（SMP）的热诱导闭合能力。本部分包含了对修复效率、修复后结构恢复程度的定量评估。 生物医学中的智能材料应用： 探讨了可植入的智能传感器用于实时监测体内压力、温度和生化指标。特别是对形状记忆合金在微创手术器械和骨科固定装置中的应用，展现了材料的生物相容性与应力释放机制。 大型土木工程结构的长期监测与验证： 提供了多个实际工程项目的长期数据分析报告，涉及智能传感器在长期暴露于腐蚀性环境下的可靠性、功耗优化，以及多传感器数据融合在评估结构剩余寿命中的关键作用。 本书特色： 本论文集不仅提供了基础理论的深度挖掘，更突出了工程实际中的挑战与解决方案。它为结构工程师、材料科学家、控制理论专家以及从事先进制造和无损检测的专业人士提供了一个全面了解 2006 年智能结构与材料领域最新进展的宝贵资源。书中大量的实验数据、详细的数学模型和工程验证结果，使其成为该领域研究生、研究人员和行业从业者的必备参考书。

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