压电智能复合材料的应用研究
复合材料在机器人技术中的应用研究
复合材料在机器人技术中的应用研究在当今科技飞速发展的时代，机器人技术正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。
而复合材料作为一种具有优异性能的材料，在机器人技术领域的应用也越来越广泛，为机器人的性能提升和功能拓展提供了有力的支持。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的一种新型材料。
其具有比强度高、比模量高、耐疲劳、耐腐蚀、可设计性强等诸多优点。
这些特性使得复合材料在机器人技术中能够发挥出独特的作用。
首先，在机器人的结构设计中，复合材料的高强度和高刚度能够有效减轻机器人的重量，提高其运动性能和负载能力。
例如，在工业机器人的手臂和关节部位，使用碳纤维增强复合材料可以大大减轻结构重量，同时保证足够的强度和精度，从而提高机器人的工作效率和动作准确性。
其次，复合材料的良好的耐疲劳性能使其能够适应机器人长时间、高频率的工作需求。
机器人在运行过程中，往往需要反复执行相同的动作，这对材料的疲劳性能提出了很高的要求。
传统的金属材料在长期的疲劳载荷作用下容易出现裂纹和失效，而复合材料则能够更好地承受这种疲劳应力，延长机器人的使用寿命。
再者，复合材料的可设计性为机器人的优化设计提供了广阔的空间。
通过调整复合材料的纤维方向、铺层顺序和层数等参数，可以实现对材料性能的精确控制，从而满足机器人不同部位对力学性能的特殊要求。
例如，在机器人的外壳设计中，可以通过合理设计复合材料的结构，实现良好的防护性能和轻量化。
在机器人的驱动系统中，复合材料也有出色的表现。
一些高性能的电机和驱动器需要使用具有良好电磁性能的材料，而某些特殊的复合材料可以满足这些需求。
例如，采用磁性复合材料制造的电机部件，能够提高电机的效率和功率密度，从而为机器人提供更强大的动力。
此外，复合材料在机器人的传感器和执行器方面也有应用。
一些智能复合材料，如压电复合材料和形状记忆合金复合材料，能够感知外界环境的变化，并将其转化为电信号，为机器人的智能控制提供了基础。
压电纤维复合材料的研究与应用
压电纤维复合材料的研究与应用XXX湖北工程学院湖北孝感432000摘要：本文概述了压电纤维的制备工艺，总结了压电陶瓷纤维研究已取得的成果，阐明了各种制备方法的优缺点及其改进的办法，并对压电纤维及其复合材料的研究进行了概述以及对应用前景进行了展望。
关键词：压电陶瓷纤维；制备；应用1引言压电材料是在外力作用下发生变形时能产生电场，同时在电场作用下也能产生机械变形的材料。
这类材料所固有的机一电耦合效应，使得压电材料广泛应用于传感和驱动领域中，但是传统压电陶瓷产品的一些缺点限制了它在实际中的应用。
20世80年代，人们开始研究压电陶瓷纤维的制备技术，并将纤维与聚合物基质复合制成压电复合材料。
由于添加了聚合物相，所以它既保留了原有压电材料灵敏度高、频响高的优点，又大大改善了压电陶瓷脆性大、柔软性差的缺点，而且纤维材料具有的方向性，更适合于各项异性的应力波检测。
目前，国外正致力于压电纤维复合材料技术研究，关于压电纤维制备的论文颇多，有些技术已得到了广泛的商业应用。
例如，美国的研究人员正在积极开展其在飞机、超轻质量太空船和汽车等方面的应用，另外，以其为核心技术的传感器是目前进行工程结构健康监测的最先进方法，对于非均质材料及真实表面尤为适用。
与国外的先进水平相比，国内对压电陶瓷纤维的研究还只是处于起步阶段。
2压电陶瓷纤维的制备方法2.1 溶胶-凝胶法制备陶瓷纤维传统的方法一般是将氧化物原料加热到熔融状态，熔融纺丝成形。
然而，许多特种陶瓷材料熔点很高，熔体粘度很低，难以用传统方法制备，而溶胶-凝胶法(sol -gel method)的出现解决了这一难题。
溶胶—凝胶工艺的主要特点有：(1)可在较低温度下得到功能陶瓷纤维；(2 )可以制得均匀性好、纯度高的纤维；(3)可以获得一些熔融法难以制备的纤维。
Sol-gel法以无机盐或金属醇盐为原料，将前驱物溶于溶剂中形成均匀溶液，达到近似分子水平的混合；前驱物在溶剂中发生水解及醇解反应，同时进行缩聚反应，得到尺寸为纳米级的线性粒子组成的溶胶。
压电材料的研究和应用现状
压电材料的研究和应用现状一、概述压电材料是一类具有压电效应的特殊功能材料，它们能够将机械能转化为电能，或者将电能转化为机械能。
自1880年居里兄弟发现压电效应以来，压电材料在科学研究和工业应用中就占据了重要地位。
随着科技的飞速发展，压电材料的研究和应用已经深入到众多领域，如传感器、换能器、振动控制、声波探测、生物医学等。
在压电材料的研究方面，科研人员一直致力于探索新型压电材料，优化其性能，拓宽其应用范围。
目前，压电材料的研究重点主要集中在压电陶瓷、压电聚合物、压电复合材料等领域。
这些新型压电材料在压电常数、介电常数、机械品质因数等关键指标上不断取得突破，为压电材料的应用提供了更多可能性。
在应用方面，压电材料在传感器和换能器领域的应用尤为广泛。
例如，压电传感器可用于检测压力、加速度、振动等物理量，广泛应用于工业自动化、航空航天、环境监测等领域。
压电换能器则可用于声波的发射和接收，广泛应用于声呐、超声检测、通信等领域。
压电材料在振动控制、声波探测、生物医学等领域也展现出广阔的应用前景。
压电材料作为一种重要的功能材料，在科学研究和工业应用中发挥着不可替代的作用。
随着科学技术的不断进步，压电材料的研究和应用必将迎来更加广阔的天地。
1. 压电材料的定义与特性压电材料是一种特殊的功能材料，具有将机械能转化为电能或将电能转化为机械能的能力。
这类材料在受到外力作用时，其内部正负电荷中心会发生相对位移，从而产生电势差，这种现象称为“压电效应”。
反之，当压电材料置于电场中时，材料会发生形变，这种现象称为“逆压电效应”。
压电材料的这种特性使得它们在许多领域都有广泛的应用，如传感器、换能器、振动控制等。
压电材料的特性主要包括压电常数、介电常数、机械品质因数等。
压电常数反映了材料的压电效应强弱，是衡量压电材料性能的重要指标。
介电常数则描述了材料在电场作用下的电荷存储能力。
机械品质因数则反映了材料在振动过程中的能量损耗情况。
压电复合材料
压电复合材料摘要：压电材料具有一定的条件反射以及指令分析能力，在智能材料系统具有广泛的应用前景。
本文结合压电材料的种类及应用，重点分析了我国压电材料的发展现状。
压电材料是具有压电效应材料的总称，属于具有特殊效应的新型复合材料。
近年来，在化工、机械、医疗等领域的应用发展迅速，逐渐成为国际竞争的重要新技术新材料。
同时，驰豫型铁电单晶、压电复合材料、高居里温度压电陶瓷、三元及多元系压电陶瓷、压电薄膜、细晶粒压电陶瓷、无铅压电陶瓷等均成为了国内外压电材料行业主要研发热点。
压电材料产品种类多21世纪最具应用潜能的新型复合材料之一——压电材料在我国发展现状几何？压电材料指在压力作用下，两端面间出现电压的晶体材料。
根据材料的性能不同，一般分为无机压电材料和有机压电材料两大类。
常见的压电材料分类1.无机压电材料无机压电材料包括压电晶体及压电陶瓷。
相比而言，压电晶体介电常数低、稳定性高、机械品质因子高，常见的有水晶、锗酸锂、镓酸锂等。
压电陶瓷压电性能强、介电常数高、稳定性差、电损耗较大，常见的有钛酸钡BT、改性钛酸铅PT、锆钛酸铅PZT等。
此外，压片陶瓷工艺较为复杂，生产过程中需完成配料、混合磨细、预烧、二次磨细、造粒、成形、排塑、烧结成瓷、外形加工、被电极、高压极化、老化测试等工艺，产品种类较多，包括分割电极方片、单面引线电极、分割电极等。
2.有机压电材料有机压电材料又称压电聚合物，该类材料具有密度低、柔韧度高、阻抗力低、压电电压常数高等优势，在水声、超声、电声等领域应用较广。
压电材料可用作能量转换器国内外压电材料的应用不断取得突破压电材料可将机械能转化为电能，常用于制造换能器，可以分为震动能—电能转换器和超声振动能—电能转换器两大类，包括水能换能器、电能换能器、超声换能器。
此外，压电材料在传感器、驱动器、新能源技术上均有应用。
换能器的应用，可应用工业生产麦克风、高频扬声器、立体声耳机等。
压电材料用于压力传感器方面，可用于生产干式压力传感器。
智能复合材料及其应用研究
智能复合材料及其应用研究智能复合材料及其应用研究智能复合材料是一种具有先进功能和响应特性的材料，它结合了复合材料的优点和智能材料的特性。
智能复合材料以其卓越的性能和广泛的应用领域在科学界和工业界引起了极大的兴趣和关注。
本文将深入探讨智能复合材料的原理、制备方法以及在不同领域的应用。
一、智能复合材料的原理智能复合材料是通过将智能材料与基体材料相结合而形成的。
智能材料具有响应外部刺激的能力，可以以不同的形式实现对外界环境的感知和响应。
常见的智能材料包括形状记忆合金、压电材料、磁致伸缩材料等。
基体材料则承载智能材料的功能和响应能力，并提供材料的结构强度和稳定性。
通过将智能材料与基体材料相结合，智能复合材料能够实现对外界刺激的高度敏感性和响应能力。
二、智能复合材料的制备方法智能复合材料的制备方法多种多样，常见的制备方法包括层状堆叠、浸渍法、注射成型等。
其中，层状堆叠方法是一种常用的制备方法，它通过将智能材料与基体材料交替堆叠，形成复合结构。
浸渍法则是将智能材料和基体材料浸渍在一定的溶液中，使其相互渗透并形成复合材料。
注射成型方法则是通过注射设备将智能材料和基体材料注入到模具中，并进行固化和成型。
这些制备方法在实际应用中都具有一定的优缺点，可以根据具体需求选择合适的方法。
三、智能复合材料的应用智能复合材料在众多领域中都有广泛的应用。
以下将具体介绍几个重要的领域：1. 航空航天领域：智能复合材料在航空航天领域中具有重要的应用价值。
其具有高强度、低密度和优异的机械性能，可以大幅度减轻航空器结构重量，提高航空器的燃油效率和性能稳定性。
智能复合材料还可应用于飞机机翼、轨迹调整和传感器系统等方面，提高飞行安全性和效率。
2. 汽车工业：智能复合材料在汽车工业中广泛应用，尤其是在电动汽车的发展中扮演着重要角色。
智能复合材料可以减轻汽车重量，提高能源利用率，延长电池续航里程。
智能复合材料还具有高温稳定性和抗腐蚀性能，可应用于车身结构、底盘系统和动力系统等部件。
压电材料的研究和应用现状
压电材料的研究和应用现状一、本文概述压电材料是一类具有独特物理性质的材料，它们能在机械应力作用下产生电荷，或者在电场作用下发生形变。
这一特性使得压电材料在众多领域，如传感器、执行器、能量转换和收集等方面具有广泛的应用前景。
本文旨在全面概述压电材料的研究和应用现状，分析其在不同领域中的优势和局限性，并探讨未来可能的发展方向。
我们将回顾压电材料的基本理论和性质，包括压电效应的起源、压电常数等关键参数的定义和测量方法。
然后，我们将重点关注压电材料的主要类型，如压电晶体、压电陶瓷、压电聚合物等，介绍它们的制备工艺、性能特点以及适用场景。
接着，我们将深入探讨压电材料在传感器和执行器领域的应用。
在这一部分，我们将分析压电材料如何被用于制作压力传感器、加速度计、振动能量收集器等设备，并讨论其在实际应用中的优势和挑战。
我们还将关注压电材料在能源领域的应用，如压电发电和压电储能等。
我们将展望压电材料的未来发展趋势。
在这一部分，我们将讨论新型压电材料的开发、性能优化以及新应用场景的拓展等问题，并探讨压电材料在未来可能带来的技术革新和产业变革。
通过本文的阐述，我们希望能为读者提供一个全面而深入的压电材料研究和应用现状的概览，为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和启示。
二、压电材料的分类压电材料，作为一种具有压电效应的特殊材料，可以根据其组成和性质进行多种分类。
最常见的分类方式是根据材料的晶体结构和化学成分，将压电材料分为压电晶体、压电陶瓷和压电聚合物三大类。
压电晶体：压电晶体是最早发现具有压电效应的材料，如石英晶体。
这类材料具有良好的压电性能和稳定性，因此在高精度测量、振荡器、滤波器等领域有广泛应用。
然而，由于晶体材料的加工难度大，成本高，限制了其在一些领域的应用。
压电陶瓷：压电陶瓷是通过一定的陶瓷工艺制备而成的压电材料，如铅锆钛酸盐（PZT）等。
这类材料具有较高的压电常数和介电常数，易于加工成各种形状，因此在传感器、执行器、换能器等领域得到了广泛应用。
智能压电纤维复合材料及其应用
智能压电纤维复合材料及其应用智能压电纤维复合材料是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料。
它由压电陶瓷纤维和聚合物基体复合而成，结合了压电效应和材料弹性特性，具有优异的机械性能和电-机耦合性能。
本文将介绍智能压电纤维复合材料的制备方法、性能特点以及其在各个领域的应用。
智能压电纤维复合材料的制备方法多种多样，常见的包括热压法、浸渍法和电纺法等。
其中，热压法是最常用的制备方法之一。
该方法通过将预先制备好的压电陶瓷纤维和聚合物基体在高温高压条件下进行热压，使两者充分结合，形成复合材料。
浸渍法则是将聚合物基体浸渍到压电陶瓷纤维的空隙中，然后经过热处理固化。
电纺法则是将压电陶瓷纤维和聚合物基体同时溶解，通过高压电场的作用使两者同时喷射到收集器上，并在此过程中形成纤维复合材料。
这些制备方法各有优缺点，可以根据具体需求选择合适的制备方法。
智能压电纤维复合材料具有许多优异的性能特点。
首先，它具有优异的压电效应，能够将机械能转化为电能，实现电-机耦合。
其次，由于纤维增强的存在，它具有较高的强度和刚度，具备良好的抗拉、抗压性能。
此外，智能压电纤维复合材料还具有较高的温度稳定性和耐腐蚀性，能够在恶劣环境下长期稳定运行。
最重要的是，智能压电纤维复合材料具有良好的可塑性和可加工性，可以通过调整配方和制备工艺来实现对其性能的优化。
智能压电纤维复合材料在众多领域具有广泛的应用前景。
在航天航空领域，它可以应用于飞行器的结构健康监测和振动控制，实现飞行器的智能化和安全性能的提升。
在智能结构领域，它可以用于制备智能传感器和执行器，实现结构的自感知、自适应和自修复。
在医疗领域，它可以应用于人工关节、人工肌肉等医疗器械的制备，实现人体运动的仿生控制和康复治疗。
在能源领域，它可以用于制备微型发电装置，收集机械能并转化为电能，实现自供电。
智能压电纤维复合材料是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料。
它通过压电效应和材料弹性特性的结合，具有优异的机械性能和电-机耦合性能。
智能材料的研究及其应用
智能材料的研究及其应用随着科技的不断发展，我们的生活也越来越依赖于科技的支持。
在这个科技日新月异的时代，智能材料的发展成为了人们关注的热点之一。
智能材料是一种具有响应、适应和控制能力的先进材料，它能够根据外部环境的变化自动调节其本身的物理、化学、电学和光学性质，从而实现自主制动、感知、调控和适应。
本文将探讨智能材料的研究进展及其应用。
一、智能材料的分类智能材料可以分为以下几类：1、压电材料：压电材料是指在机械应力或电场作用下，能够产生极化电荷的材料。
应用于声波发生器、振动器、控制器、音叉等。
2、形状记忆合金：形状记忆合金是指在外力作用下具有形状记忆功能的合金材料。
应用于机器人、太阳能板、智能窗帘等。
3、磁致伸缩材料：磁致伸缩材料是指在磁场作用下，能够产生较大的应变的材料。
应用于传感器、减振器、阀门等。
4、光致变色材料：光致变色材料是指在光照作用下，能够发生颜色变化的材料。
应用于太阳镜、防紫外线材料等。
5、智能液晶材料：智能液晶材料是指在电场或温度作用下具有光学响应的材料。
应用于显示屏、液晶窗帘、自适应透明材料等。
二、智能材料的研究进展自1990年代以来，智能材料的研究与应用一直是国际上热门的研究领域之一。
目前，智能材料在机械、电子、光学、生物、环境、储能等领域都有广泛的应用。
1、智能材料在机械领域的应用智能材料在机械领域的应用主要涉及精确控制和优化设计方面的问题。
智能材料的响应速度快、控制精度高、阻尼系数优秀，使其成为细小结构、高精度、高可靠性机械系统的重要构成部分。
例如，压电陶瓷可以用于超声波加工、纳米加工等领域；形状记忆合金可以用于精确定位和微尺度操纵；磁致伸缩材料可以用于定量检测压力和形变等领域。
2、智能材料在电子领域的应用智能材料在电子领域的应用主要涉及感应、存储、传输和处理等方面。
智能材料的本质特征和强大功能，使其适用于传感器、复合材料、光学器件、非线性元器件、分子电机、微机械系统等领域。
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寿命期间安全性及减小灾害影响的一条崭新思路。即
引入了智能结构系统的概念。压电材料是众多智能材料中 运用得较为广泛的一种，利用压电智能材料的正、逆压电 效应，即压电材料在外加电场作用下引起变形与压电材料
在变形下引起电场改变的特性，将压电材料膜片黏附在结
构的表面或嵌入结构内部作为感应器和驱动器来观测变形 与实施变形控制，与外界控制电路一起达到抑制外界干扰
加外电场产生的应变或应力称为反压电效应。即其具有将
电能和机械能变换的特性，故可应用于智能结构中，特别 是自适应、减振与噪音控制等方面。将压电材料置入飞机
机身内，当飞机遇到强气流而振动时，压电材料便产生电
流，使舱壁发生和原来振动方向相反的振动，抵消气流引 起的振动噪音。将压电材料应用于滑雪板，滑雪板受振同
料，是一类对机、电、声、光、热敏感的电子材料，广泛 应用于工业部门和高科技领域。 当前的研究领域主要包括压电陶瓷、压电晶体、压电 复合材料、压电高聚物。其中压电复合材料主要是包括 PZT压电陶瓷等。 PZT压电陶瓷作为很好的换能器材料已 经有30多年的历史，BaTiO3作为优良的高介材料几乎达40 年之久.磁性材料和半导体材料都有类似的趋势.对一些化 合物的深入研究表明,改变掺杂元素的方法,不可能大幅度 改进和提高材料的性能。于是人们采用不均质的陶瓷材料 和精确控制材料的多相性来改进单相材料的某些性能。压 电复合材料有多种复合方式.就结构来说,有混合状、层状 、梯形和蜂窝
时，就产生减振反应作用力，增强滑雪者的控制能力 利用压电陶瓷易于改性且易于与其他材料兼容的特点 可制成自适应结构。 2.压电智能复合材料的现实应用
（1）压电智能复合材料在悬臂梁结构振动控制中的应用
地震和强风的作用严重威胁土木工程结构的安全。 随着结构控制科学、信息技术和材料科学的发展，科 学家和工程师们从对自然界和生物进化的学习与思考 中得到启示，提出了力图从根本上提高工程结构整个
3.1 给出了一种自行封装的压电智能骨料制作工艺 针对压电智能材料与结构系统的特点，以混凝土基压 电智能材料为传感和驱动原件，设计一种自行封装并与结 构相容性良好的新型多功能压电智能骨料，作为传感器和
驱动器使用。进一步改进和完善了其制作工艺和封装技术
，有效的解决了传统压电材料相容性不好、耐久性差、具 有易损性等方面的问题。建立了基于压电智能骨料列阵的
中的次声源-扬声器，用作次级激励源抵消回声信号，与 空间内一点的声抵消有源控制系统不一样的是，智能材料 的声抵消是在其声学边界上，通过给消声材料施加交变电 压信号，可以控制其振动速度，使得消声材料的表面声阻 抗和入射声信号的特性阻抗动态匹配，形成一种连续的介 质环境，即在消声材料的表面处不会产生反射，从而达到 吸收反射声波的目的。（ PVDF 复合智能材料是一种新型 的，重量轻的激励器，从本质上说是一种扬声器或阻抗匹 配器，以往对压电复合智能材料的研究主要包括智能材料 的结构设计及其在简单结构上的有源噪声控制。从整体结 构上来讲，压电复合智能吸声材料都是在被动吸声材料内
为了实际应用和器件小型化，一些混合连接类型和新连接
类型的复合材料被开发出来；其二是改进成型工艺。成型 工艺直接影响压电复合材料的性能，所以探测新工艺是压
电复合材料研究的一个重要方面。脱模法、注模成型法、
遗留法、层压法、纤维编制法、共挤法等可以获得精度 50-100um甚至20um左右的精细结构。为生产更精密的压电 复合材料提供了可能。
器表面的振动速度，在次级扬声器的近前方布置一个麦克 风，用于检测次级扬声器表面的声压。通过调节和控制次
级扬声器发出的声波，使得次级扬声器表面的声阻抗与空
气的特性阻抗相匹配，吸声系数达到最大，从而达到主动 吸声的目的，而该方法在实际应用中不容易实现。
然而采用一种新型的适用于水声降噪的有源复合材料 -PVDF压电薄膜复合智能材料。 PVDF是一种柔软的塑性材 料， PVDF压电元件对湿度、温度和化学物质高度稳定， 机械强度较好，具有结构简单、重量轻、失真小、稳定性 高的优点，特性阻抗与水相匹配，是一种比较理想的新型 换能材料。 PVDF压电薄膜既可以做为传感器，又可以作 为作动器。作为传感器时，具有分布式传感器的能力，往 往是制作大面积水听器的理想材料，作为作动器时，不但 可以承受很高的输入电压而不会被击穿，而且可以剪裁成 任意形状以获得很高的平面以外法相位移量。 PVDF压电薄膜复合智能材料可代替传统有源吸声系统
智能复合材料
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。其通过信息处理器作出判断处理 ，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，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，飞机的智能蒙皮与自适应 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，以及各种智能纺织品。
智能复合材料的一些应用
（1）智能复合材料的组成与原理
智能复合材料的功能实现是依靠信息的传递、转换与控 制。因此其功能实现的关键是信息的采集与流向。
智能复合材料主要由基体、传感器、信息处理器和驱
动器组成。基体材料材料较多采用高分子物，主要作用是 承载。传感器的主要作用是感知
（2）智能复合材料的常见种类 1.形状记忆合金纤维增强智能复合材料 2.光导纤维智能复合材料
3.碳纤维增强复合材料
4.压电智能复合材料 5.电/磁流变体智能复合材料 6.PH响应凝胶纤维智能复合材料
压电材料在智能复合材料的中的应用
1.压电智能复合材料的概念 压电复合材料具有压电效应。当在材料上施加外力时 ，材料产生电压的现象称为正压电效应，而对材料表面施
智能材料
压电智能复合材料的应用研究
内容纲要
1.压电材料 2. 智能复合材料 主讲内容
3. 压电智能材料的应用
4.小结
1. 压电材料
材料从使用性能上可以分为结构材料和功能材料两大类， 其中结构材料以其强度、韧性、硬度、弹性等力学特性为应用 依据，功能材料以其电、磁、光、声、热等物理性能为基础， 用以制作有特殊功能的器件。压电材料是实现机械能与电能相 互转换的功能材
智能结构健康监测体系与检测流程，为了相应力学模型建
立、力学性能分析、实验研究以及其实际应用奠定了理论 基础。
3.2建立了压电传感器的力学模型，并进行了理论分析，数 值计算与实验验证 基于PZT正压电效效应的本构关系和结构动力学的振动 原理，从用集总质量法，分别建立了粘结式和埋入式PZT 传感器的力学模型及数学模型，考虑粘结层阻尼效应，求 解了传感器的振动方程及其电压表达式。通过简谐荷载激 励下的数值模拟分析，确定了传感器力学与电学特性的对 应关系，进一步明确了各个参数的影响规律。考虑不同胶 层厚度和作用力影响，分别对黏贴和埋入式PZT传感器的 传感性能进行试验研究，并与理论模型和数值分析结果相 比较，验证了所建立的传感模型的正确性。
形;就材料而言，有PZT/聚合物、PZT/PZT（两种PZT的组
分不同）、PZT（致密）/PZT（多孔）/PZT（致密）以及 其他压电材料与聚合物的的复合材料等。利用复合技术不 仅能提高材料的压电性能、热电性能，还能提高材料的耐 压性以及抗去极化性。 当前，压电复合材料有两个发展趋势：其一是开发连 接类型压电复合材料。按压电陶瓷相和聚合物相在复合材 料中的分布状况，可将压电复合材料分成10中连接类型。
析的压电智能骨料混凝土损伤统计识别算法 基于压电智能骨料的优越特性将自行设计封装的压电智
能骨料埋置在混凝土结构的指定位置，利用主动健康监测
系统及试验研究。建立了基于小波分析的混凝土结构损伤 统计指标和损伤程度、损伤概率及损伤位置判定方法，并
提出了基于小波分析的压电智能骨料混凝土结构损伤统计
识别算法。实验证明了利用压电智能骨料传感器和驱动器 开展混凝土结构长期健康监测与损伤统计识别技术及推广
合材料又是智能复合材料的一个重要的分支。所以它们的
研究发展将全面的提高材料的设计以及应用水平。实现复 合材料的智能化将显著降低工艺成本，提高服役可靠性与
的目的。
（2）.基于压电智能材料的自适应吸声实验研究 在水下，传统阻尼材料对频率较高的噪声能起到较好 的吸收作用，但是对于低频噪声就束手无策了。针对低频
噪声的主动控制研究是目前的研究热点，它包括主动消声
和主动吸声两个方面。主动消声是有德国人Paul Lueg提 出的，通过利用次级声源与初级声源两组声源的声波大小
环境的变化（如温度、热、声音、压力、光等），并将
其转换为相应的信号。这类材料（一般有敏感的感知能力
）有形状记忆合金（SMA）、压电材料、光纤、电/磁致 粘流体、光致变色材料等，尤其是光纤应用最广（可感觉 压力、温度、密度、弯曲、射线等）。信息处理器核心的 部分，它对传感器输出信号进行判断处理。构成驱动器部 分的驱动材料在一定条件下可产生较大的应变和应力，从 而起到响应和控制作用，如形状记忆合金、磁致伸缩材料 、PH致伸缩材料等。
3.3 建立了压电驱动器的力学模型，并进行了理论分析，数
值计算与实验验证
基于PZT逆压电效应的本构关系和结构动力学的振动原 理，采用集总质量法，分别建立了单片PZT沿长度方向自
由运动、黏贴式和埋入式PZT驱动力学模型。推导了PZT驱
动方程并求解驱动表达式。通过数值算例，考虑胶层等性 能参数对驱动性能的影响，分析了驱动器输入信号与输出 信号的关系、胶层性能及PZT尺寸对驱动力的影响。对黏 贴和埋入式PZT驱动器的驱动性能分别进行试验研究，验 证了驱动模型的合理性。
部镶嵌压电材料构成。对于PVDF薄膜这种主动材料表面应 力与其曲率相耦合的结果会产生弯张作动，由薄膜的弯张 作动来产生复合材料的体积速度。控制这种弯张作动类似 于操作一个普通的扬声器，激励薄膜产生体积速度泳衣产