智能结构系统

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1、智能结构系统实验智能材料在土木工程中的应用根据老师上课讲解的内容，和我自己的理解和想象，我对智能材料在土木工程中的应用有以下理解，由于专业知识匮乏，有些可能只是天马行空的想象，无法在工程中实现，恳请老师批评指正。形状记忆合金利用形状记忆合金的形状记忆特性1.在民用建筑和桥梁工程中，由于施工，使用时间，自然灾害等原因，结构物都会出现不同程度的裂缝，影响结构物安全，将形状记忆合金制成预应力钢筋或其他构件，将其安置在混凝土易出现裂缝的部位，当其出现裂缝时时，形状记忆合金构件的记忆功能会使裂缝缩小或合拢，从而保证结构物的安全。2.在有铆钉固定

2、的部位，铆钉松动或脱落会对结构物的安全造成威胁，可以考虑利用形状记忆合金的记忆性能，制成在一定温度下体积较小，而在自然温度下体积变大（不知道是否可以实现）的铆钉，这样在自然温度下，铆钉会与结构物结合得更紧密，从而降低了铆钉脱落松动的可能性，提高了结构物的安全性能。3．结构中的螺丝，在旋入结构时不是很方便，而且使用时间长发生锈蚀后，要想旋出会更加的困难，可否考虑将螺丝制成在特殊温度下没有螺纹且直径较小，而在自然温度下有螺纹且能与结构物紧密结合的“形状记忆螺丝”，这样如果在特殊温度下将螺丝“旋进旋出”会变得很容易。4.对于预制的金属网状结

3、构，或钢结构，由于其有各种形状，造成所占空间较大，给运输造成一定的困难，如果考虑用形状记忆合金制作这些结构，使其在特殊温度下为规则的立方体形状，在自然温度下为设计形状，这样会节省很大的空间，为运输提供方便。5.根据老师所讲的内容，我的理解是形状记忆合金应该有一个突变温度，可否利用形状记忆合金的这一特性实现自动控制。在施工中会用到许多大型设备，设备使用时间过长会发生设备过热现象，从而造成安全隐患，可以考虑利用形状记忆合金制成的电路设备，实现对电路的自动控制，当温度过高时，形状记忆合金制成的装置发生形变，使电路断开，从而将设备温度控制在安

4、全范围内，保证设备及人员的安全.6.用记忆合金制成暖气的阀门，在特定温度下，由于形状记忆合金发生形状突变，会使阀门自动开启或关闭，从而实现对室内温度的自动控制。7.无论是在建筑物的施工还是运营管理过程中，火灾隐患总存在，可以考虑利用形状记忆合金在一定温度下形状发生突变的特性，制成火灾报警器，从而及时发现火险，保证安全。利用形状记忆合金在一定温度下的高弹性8.在老师的演示实验中，我偶然发现形状记忆合金在一定的温度下有很高的弹性（不知这是否是形状记忆合金的普遍特性），可否利用这种高弹性将形状记忆合金制成弹簧，安置在结构物中作为减震装置，提

5、高结构物的抗震性能。光导纤维1.在桥梁工程中，利用光导纤维可以监测桥座的受载情况，及时发现问题，从而达到及时的修理和维护的目的。2.在桥梁工程中，利用光导纤维监测桥面内部损伤情况。3.在道路工程中，在沥青中埋入光导纤维，可以对路面在自然因素和车辆作用下的变化情况进行监测。4.对于结构物中的裂缝，可以在裂缝处埋入光导纤维，达到对裂缝行为变化长期监测的目的。5.在土建工程中，可以利用光导纤维对结构物的变形情况进行监测，及时发现问题，保证结构物的安全。6.在实验中，可以埋入光纤测量混凝土强度，弹性性质等物理量。7.利用光纤传感器制成流量计，

6、应用于近海与海岸工程的实验研究，及实际工程应用。8.用于特殊条件下的结构物健康监测，如在核电站中，有许多高温区及核辐射区，利用光纤对其健康状况进行监测，避免了人直接暴露于有害环境中，保证人身安全。压电材料1.在道路工程中，可将压电材料埋入路面内，制成发电机，利用车辆经过时对路面产生的压力进行发电。1.在桥梁工程中，利用压电材料制成的传感器，贴于钢桥的关键部位，用以检测由于节点松动而造成的局部损伤及其对钢桥结构整体的影响，从而有效地在损伤的初始阶段发现损伤，以便及时的修理和维护，保证钢桥的安全。2.将压电材料制成的传感器，贴于结构物易产

7、生裂缝或已产生裂缝处，可以对结构物中的裂缝进行监测。3.利用压电材料制成压力传感器，埋于结构物的关键部位，对这些部位的受压情况进行监测。4.在研究波浪与海洋中结构物相互作用时，可以利用压电材料的高灵敏度，对这种作用进行更精确的监测。5.在近海与海岸工程中，研究波浪，环流时，可将压电材料制成速度传感器，从而对波浪，环流的速度这一物理量进行检测和研究。6.在桥梁的风洞试验研究中，可以利用压电材料制成的传感器，对桥梁（模型）在风力作用下的振动和变形情况进行监测，压电材料的高灵敏度，可以使实验更加精密。7.在研究结构物的抗震性能时，可以利用压

8、电材料制成的传感器对结构物的振动情况进行监测，达到实时监测控制的目的。磁流变液1.利用磁流变液可以制成斜拉式桥梁的减震系统。2.在各种管道中，可以利用磁流变液制成阀门，从而对管道中液体的流速，流量进行自动控制。3.能否利