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1、智能复合材料研究发展概况摘要：智能复合材料是基于仿生学发展起来的高新技术材料，根据设计者的要求实现自检测、自诊断、自调节等各种特殊功能。本文介绍了智能复合材料的原理、组成，分析了几种智能复合材料的开发研究及其存在的问题。关键词：智能复合材料形状记忆合金压电材料光导纤维自检测自修复Abstract:Intelligentcompositematerialswhichishigh-techmaterialsisdevelopedbasedonbionics.Self-testing,self-diagnosis,s
2、elf-regulationandotherspecialfunctionareachievedaccordingtothedemandsofdesigners.Inthisarticletheprinciplesandcompositionofsmartcompositematerialsaredescribed,theresearchandproblemsofseveralintelligentcompositematerialsareanalysised.Keywords:Intelligentcompo
3、sitematerialsshapememoryalloypiezoelectricmateriallightconductfiberself-testingself-repair朗读显示对应的拉丁字符的拼音 字典-查看字典详细内容引言智能复合材料是一类基于仿生学概念发展起来的高新技术材料，它实际上是集成了传感器、信息处理器和功能驱动器的新型复合材料。其通过传感器感知内外环境状态的变化，将变化所产生的信号通过信息处理器做出判断处理，并发出指令，而后通过功能驱动器调整材料的各种状态，以适应内外环境的变化，从而实现
4、自检测、自诊断、自调节、自恢复、自我保护等多种特殊功能，类似于生物系统。智能复合材料是微电子技术、计算机技术与材料科学交叉的产物。智能复合材料能够很好的避免复合材料在拉压、冲击或疲劳等载荷作用下,极易发生损伤直至最终破坏的弱点，对复合材料的初期损伤,能够及时发现并采取相应措施,将经济损失降到最低,甚至可以避免灾难性的后果出现。因此智能复合材料在许多领域展现了广阔的应用前景，如机械装置噪音与振动的自我控制等［1］，飞机的智能蒙皮［2］与自适应机翼，桥梁与高速公路等大型结构的自增强、自诊断、自修复功能［3-4］，以
5、及各种智能纺织品［5-6］。1智能复合材料的构成及设计(1)基体材料 基体材料主要起承受载荷的作用,一般选用轻质材料,其中高分子材料因重量轻、耐腐蚀等优点而受到人们的重视。也可选用金属材料,尤其以轻质有色合金为主。(2)传感器部分 传感器部分由具有感知能力的敏感材料构成。它的主要作用是感知环境的变化,如温度、压力、应力、电磁场等,并将其转换为相应的信号。这种材料目前有形状记忆合金、压电材料、光纤、磁致伸缩材料、PH致伸缩材料、电致变色材料、电致粘流体、磁致粘流体、液晶材料、功能梯度材料和功能塑料合金等。(3)驱
6、动器部分 构成驱动器部分的驱动材料在一定的条件下可产生较大的应变和应力,从而起到响应和控制的作用。如形状记忆合金、磁致伸缩材料、PH致伸缩材料、电致伸缩材料等。(4)信息处理器部分 信息处理器部分是智能复合材料的最核心部分。随着高度集成的硅晶技术的发展,信息处理器也变得越来越小,这就为将信息处理器复合进智能复合材料提供了良好的条件。智能复合材料在功能结构上虽然可以分为以上4大部分,但是它并不是这4部分的简单叠加,而是它们的有机结合。制取智能复合材料时在工艺上需要解决很多关键的技术问题,不仅要在宏观上进行尺寸和结
7、构的设计与控制,而且更要在微观(至纳米级、分子乃至原子的尺寸)上进行结构设计与复合[3]。智能复合材料设计方法(1)根据智能复合材料的应用和目标,提出智能复合材料的系统智能特性；(2)选择基体材料和传感器部分、处理器部分、驱动器部分的机敏材料；(3)从宏观上和微观上进行结构设计；(4)建立数学和力学模型,对智能复合材料系统进一步优化；(5)进行理化测试,检验材料的功能。随着计算机技术的日益发展和在生产实际中的广泛应用,智能复合材料的设计也可应用计算机进行模拟设计。2智能复合材料研究发展状况发展的总体特点与以往其
8、它一些新材料技术相比,智能复合材料的发展有其与众不同的特征,主要表现在以下几个方面：（1）发展异常迅速智能材料与结构的概念的提出至今也不过20多年的时间,而美国等一些国家即已研制出大型智能复合材料构件,并正在进行模拟测试和验证，如美国防御、空间与通讯技术部已制造出用形状记忆合金作驭动器的树脂基复合材料夹芯结构的“柔性”机翼,该机冀为水陆两用型,通过其截面发生的曲面变化来进行飞机高度控制
