土木工程智能材料结构系统分析

【摘要】智能材料结构系统是指以智能材料为主导材料,具有仿生命的感觉和自我调节功能的结构系统。这里所说的智能材料是某些具有特殊功能的材料、如电流变材料、磁流变材料、光纤材料、压电材料、磁致伸缩材料和记忆合金等。当把这些智能材料按其特殊功能以某种方式融合到结构基体材料之中或与结构构件相结合时,它就会发挥自己的传感和驱动功能来实现结构的感觉和自我调节功能。而在土木工程中，由于工程的稳定性以及安全性等诸多要求，因此对智能材料结构系统的需求也更为巨大。本文将对土木工程中的智能材料结构系统进行分析。

【关键词】土木工程；智能材料；结构系统

在土木工程中，智能材料可以分为两类，一类是对内部或者外部的刺激感应具有感知性能的材料,称为感知材料。另一类是能够对外部条件或在内部发生变化时做出反应的材料,称为驱动材料。而在土木工程中，系统集合、驱动器、传感器和控制器是四个主要技术材料系统。考虑到土木工程的特殊性，智能材料结构系统在土木工程中主要在具有自诊断和自适应功能的机敏混凝土结构和具有感觉和自我调节功能的减震结构。通过这两种结构的运用，智能材料结构系统能够实现在土木工程中的良好运用。

1具有自诊断和自适应功能的机敏混凝土结构

1.1自诊断功能。在土木工程中，混凝土结构支撑起了其自身发展的桥梁。在现代智能材料结构系统的作用下，通常在混凝土中混入光导纤维材料，如此一来，混凝土材料在实际的作用中，能够结合光导纤维的作用，实现办公通讯中的智能化。且在土木工程的建设中，由于光导纤维与混凝土结构的结合，大大节省了建筑空间，使得人们在办公的同时实现数据资源的共享。同时，还可以通过光导纤维连接空调以及火警传感器，通过在混凝土结构中加入光导纤维控制器，同时引入碳纤维，碳纤维会通过压力的叠加诱导电阻产生变化，从而实现光导纤维控制器的触发，使得火警以及空调装置能够平稳运行。这就反映出了机敏混凝土结构的自诊断性。通过碳纤维感知压力的变化，进而控制电阻产生相应变化，从而促进相关装置的触发，有效地保证了人类工作的正常进行。1.2自适应功能。

在土木工程的混凝土工作的过程中，往往会因为压力过大而产生断裂，为了解决这一问题，可以利用智能材料结构系统，在混凝土中注入缩聚高分子溶液的玻璃空心纤维，如此一来，在混凝土承受巨大压力断裂时，这些玻璃空心纤维可以实现自主性断裂，从而使得高分子溶液融入到混凝土的裂缝中来，有效地保证了混凝土材料的坚韧性。通过这一玻璃空心纤维的作用，可以有效地延长混凝土结构的使用寿命，体现出了机敏混凝土结构的自适应功能。利用机敏混凝土材料的自适应功能，可以实现土木工程中重大项目的合理运用。例如，在进行桥梁建设时，可以利用机敏混凝土材料的自适应功能，提升桥梁的稳定性，从而有效地延长桥梁的使用寿命，有利于土木工程项目的整体性建设。

2具有感觉和自我调节功能的减震结构

2.1感觉功能。在土木工程的建设中，减震结构是决定土木工程建设项目实施效果的关键，因此，在智能材料结构系统中，通过对减震结构进行合理性的设计和规划，能够保证土木工程建设的稳定性，从而促进土木工程项目的合理性展开。在减震结构中，最具有代表性的便是形状记忆合金。形状记忆合金作为一种优异的材料，其可以通过温度的变化改变自身的形状，并且在温度回复的过程中，形状记忆合金的形状也会回到初始位置，这一过程称作热弹性马氏体相变。通过热弹性马氏体相变的过程，形状记忆合金保证了其自身的形状记忆功能，并且具有超强的弹性恢复能力。利用形状记忆合金这一超强的弹性恢复能力，其通常被应用于诸多结构的裂缝自诊断系统。形状记忆合金在恢复形状的过程中会产生相当大的拉力，从而促使材料进行自身修复。如此一来，通过形状记忆合金的弹性恢复功能，土木工程建设中实现了对相关材料的保护。这也体现除了土木工程中智能材料结构系统的感觉功能。即通过感知形状的变化，从而进行自主性修复，保证了材料作用的稳定性。2.2自我调节功能。在土木工程的项目建设中，通常运用到减震结构的自我调节功能，通过这一功能，可以有效地实现减震结构自身的优良性能，有利于减震结构的整体性发展。例如，可以作用压电材料制作传感器以及驱动元件，通过材料中正负电荷的变化，可以实现材料自身的自我调节。而传感器通过把压力以及电阻相结合，通过感知压力的变化来控制电阻，从而实现元件的正常工作。如此一来，通过材料的自我调节，有效地实现了智能材料结构系统在土木工程中的优良性能，同时通过这些不同材料的相互作用，可以实现

土木工程建设项目的稳定性以及完整性。通过这些智能材料结构系统优异的性能保证，可以结合出不同用途的材料，在投入生产的过程中，通过这些材料的不同属性，可以实现土木工程项目的合理性开展。

3结束语

土木工程建设是一个极其需要创新的过程，通过智能材料结构系统的运用，土木工程能够利用现有的材料，使得他们换发出更多的生机和活力。通过具有自诊断和自适应功能的机敏混凝土结构，可以实现相关材料的稳定性，同时通过混凝土结构的自诊断功能，可以实现对火警报警系统以及空调设备等的使用。而通过自适应功能，可以结合混凝土结构中的玻璃空心材料，在混凝土结构发生断裂时，玻璃空心材料可以自动注入，有效地延长了混凝土结构的使用寿命。通过具有感觉和自我调节功能的减震结构，可以实现形状记忆合金的感觉功能与相关结构的结合，从而提升项目整体建设的稳定性。同时通过压电材料的自我调节功能，可以实现减震结构的合理性运用。如此一来，通过混凝土结构以及减震结构的运用，智能材料结构系统可以实现在土木工程中的合理性运用，同时智能材料结构系统也保证了土木工程建设的稳定性，通过这些不同用途材料的相互结合，可以实现不同功能的汇总，从而保证结构作用的全面性。

参考文献

[1]孟代江.智能材料结构系统在工程设备中的应用[J].中国设备工程,2017(1):140-141.

[2]代永红.浅谈智能材料结构系统应用在土木工程中的研究[J].城市地理,2014(20):43.

智能材料及其发展

智能材料及其发展 1.材料的发展材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或者其他产品的物质，是人类生活、生产的基础，是人类认识自然和改造自然的工具，与信息、能源并列为人类赖以生存、现代文明赖以发展的三大支柱。材料也是人类进化的标志之一，一种新材料的出现必将促进人类文明的发展和科技的进步，从人类出现，经历旧石器时代、新石器时代、青铜时代……，一直到21世纪，材料及材料科学的发展一直伴随着人类的文明的进步。在人类文明的进程中，材料大致经历了一下五个发展阶段。 1）利用纯天然材料的初级阶段：在远古时代人类只能利用纯天然材料（如石头、草木、野兽毛皮、甲骨、泥土等），也就是通常所说的旧石器时代。这一阶段人类只能对纯天然材料进行简单加工。 2）单纯利用火制造材料阶段：这一阶段跨越了新石器时代、青铜时代和铁器时代，它们风别已三大人造材料为象征，即陶、铜、铁。这一时期人类利用火来进行烧结、冶炼和加工，如利用天然陶土烧制陶、瓷、砖、瓦以及后来的玻璃、水泥等，从天然矿石中提炼铜、铁等金属。 3）利用物理和化学原理合成材料阶段：20世纪初，随着科学的发展和各种检测手段及仪器的出现，人类开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，并以凝聚态物理、晶体物理、固体物理为基础研究材料组成、结构和性能之间的关系，并出现了材料科学。这一时期，人类利用一系列物理、化学原理、现象来创造新材料，这一时期出现的合成高分子材料与已有的金属材料、陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。除此之外，人类还合成了一系列的合金材料和无机非金属材料，如超导材料、光纤材料、半导体材料等。 4）材料的复合化阶段：这一阶段以20世纪50年代金属陶瓷的出现为开端，人类开始使用新的物理、化学技术，根据需要制备出性能独特的材料。玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及抗菌材料都是这一阶段的杰出代表，它们都是为了适应高科技的发展和提高人类文明进步而产生的。 5）材料的智能化阶段：自然界的材料都具有自适应、自诊断、自修复的功能。如所有的动物和植物都能在没有受到毁灭性打击的情况下进行自诊断和修复。受大自然的启发，近三四十年的研发，一些人工材料已经具备了其中的部分功能，即我们所说的智能材料，如形状记忆合金、光致变色玻璃等。但是从严格意义上将，目前研制成功的智能材料离理想的智能材料还有一定的距离。材料科学的发展主要集中在以下几个方面：超纯化（从天然材料到复合材料）、量子化

土木工程材料实验报告

广西科技大学鹿山学院实验报告课程名称：土木工程材料指导教师：班级：姓名：学号：成绩评定：指导教师签字：年月日

土木工程材料实验课的要求一、实验室的纪律要求 1．进入实验室后，要听从教师的安排，不得大声说笑和打闹。 2．进入实验室后，对本组所用的仪器设备进行检查，如有缺损或失灵应立即报告，由教师修理或调换，不得私自拆卸。实验结束时，应将所用仪器设备按原位放好，经检查后方可离开实验室。 3．要爱护实验仪器设备，严格按照实验操作规程进行实验，同时注意人身安全，非本次实验所用的室内其他仪器，不得随便乱动。 4．在实验过程中，当仪器设备被损坏时，当事者应立即向实验室教师报告，由其根据学校的规定给予检查或赔偿等处理。 5．实验结束后，每组学生对所用的仪器设备及桌面、地面应加以清理，并由各实验小组轮流做全室的卫生整理。 6．完成实验后，经教师同意后方可离开实验室。二、实验与实验报告的要求 1．每次做实验以前，要认真阅读实验指导书，熟悉实验内容和实验方法步骤。 2．要以严肃的科学态度、严格的作风、严密的方法进行实验，认真记录好实验数据。 3．在实验课进行中要认真回答教师提出的问题，回答问题的情况作为实验课考核成绩的一部分。 4．要认真填写、整理实验报告，不得潦草，不得缺项、漏项，报告中的计算部分必须完成，同时要保持实验报告的整洁。 5．实验报告应及时完成，并按老师规定的时间上交。

实验一土木工程材料的基本性质实验报告一、实验内容二、主要仪器设备及规格型号三、实验记录 (一) 材料的表观密度测试试样名称： _____________________ 实验日期： ____________________ 气温／室温： _____________________ 湿度：____________________

大工13春《土木工程实验(二)》实验报告11

姓名：张坤院校学号：121213303190 学习中心：浙江建院奥鹏层次：专升本（高起专或专升本）专业：土木工程实验一：混凝土实验一、实验目的：1.熟悉混凝土的技术性质和成型养护方法； 2.掌握混凝土拌合物工作性的测定和评定方法； 3.通过检验混凝土的立方体抗压强度，掌握有关强度的评定方法。二、配合比信息： 1．基本设计指标（1）设计强度等级C30 （2）设计砼坍落度30—50mm 2．原材料（1）水泥：种类复合硅酸盐水泥强度等级PC32.5Mpa （2）砂子：种类河砂细度模数（3）石子：种类碎石粒级5-31.5mm连续级配（4）水：洁净的淡水或蒸馏水 3．配合比：(kg/m3) 三、实验内容：第1部分：混凝土拌合物工作性的测定和评价 1、实验仪器、设备：电子称：量程50kg，感量50g；量筒；塌落度筒；拌铲；小铲；捣棒（直径16mm、长600mm，端部呈半球形的捣棒）；拌和板；金属底板；

2、实验数据及结果第2部分：混凝土力学性能检验 1、实验仪器、设备：标准试模：150mm×150mm；振动台；压力试验机：测量精度为±1%，试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的80%；标准养护室 2、实验数据及结果四、实验结果分析与判定：（1）混凝土拌合物工作性是否满足设计要求，是如何判定的？满足设计要求。实验要求混凝土拌合物的塔落度30-50mm，而此次实验结果中塔落度为40mm，符合要求；捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻敲打，锥体逐渐下沉表示粘聚性良好；坍落度筒提起后仅有少量稀浆从底部析出表示保水性良好。（2）混凝土立方体抗压强度是否满足设计要求。是如何判定的？

第十一章_智能材料与结构

第十一章智能材料和结构智能材料结构(Smart/Intelligent Materials and Structures)是一门新兴起的多学科交叉的综合科学。80年代后期，随着材料技术和大规模集成电路的进展，美国军方提出了智能材料和结构的设想和概念，并开展了大规模的研究。智能材料和智能结构系统是近年来飞速发展的一个领域，这一领域的研究也越来越受到人们的重视。自1998年美国弗吉尼亚大学召开了关于“智能材料结构和数学问题”专题学术讨论会以来，智能材料系统的研究成为材料科学和工程的热点之一，有人甚至称21世纪是智能材料的世纪，目前美国已有几十家公司经营智能材料结构的产品。人们之所以如此关注智能材料系统是因为它在建筑、桥梁、水坝、电站、飞行器、空间结构、潜艇等振动、噪声、形状自适应控制、损伤自愈合等方面具有良好的使用前景。第一节智能材料的概念及分类智能材料结构的诞生有着一定的背景。80年代末期，复合材料普遍使用，为解决它的强度和刚度变化等问题，使得驱动元件和传感件较为容易地融合进入材料，组成整体，从而具有多种用途，同时驱动元件和传感件材料的发展以及材料集成技术上的突破，也促进了智能材料结构的出现。材料科学的发展，使得人们对机械、电子、动作等材料的多方面性能耦合进行研究，微电子技术、总线技术及计算机技术的飞速发展，解决了信息处理和快速控制等方面的难题，这些都为智能材料结构的出现提供了有利条件。 1.1智能材料的概念及其特点智能材料系统和结构的有关名称定义目前尚不统一，但一般智能材料系统都应该具有敏感、处理、执行三个主要部分。一般来说，智能材料是能够感知环境变化(传感或发现的功能)，通过自我判断和自我结构(思考和处理的功能)，实现自我指令和自我执行(执行功能)的新型材料。该材料具有模仿生物体的自增值性、自修复性、自诊断性、自学习性和环境适应性。将具有仿生命功能的材料融合于基体材料中，使制成的构件具有人们期望的智能功能，这种结构称为智能材料结构。它是一个类似于人体的神经、肌肉、大脑和骨骼组成的系统，而基体材料就相当于人体的骨骼。而智能材料是能够感知环境变化，通过自我判断和结论，实现和执行指令的新型材料。智能材料的研究就是将信息和控制融入材料本身的物性和功能之中，其研究成果波及了信息、电子、生命科学、宇宙、海洋科学技术等领域。它的研究开发孕育着新一代的技术革命。智能化将成为21世纪高分子材料的重要发展方向之一。例如光导纤维、形状记忆合金和镓砷化合物半导体控制电路埋入复合材料中，光导纤维是传感元件，能检测出结构中的应变和温度，形状记忆合金能使结构动作，改变性状，控制

几种智能材料在一些领域中有应用1

上课班级：2班学院：艺术学院姓名：王定波专业：雕塑学号：1016040104 几种智能材料在一些领域中的应用智能复合材料成型工艺的在线监控技术智能结构健康监控系统的研究智能结构振动主动控制系统的研究形状自适应改变智能结构的研究智能蒙皮的研究 1、建筑和结构工程领域将建筑和结构传感元件、微型计算机芯片、形状记忆合金’电流变体及压电材料等经设计后复合在结构体中，可研制出带有感知用判断能力，可自动加固用防护的自适应性智能结构，实现在线监测、自诊断、自预警、自修复，防止灾难性事故的发生。 ●自诊断混凝土 ●自愈合混凝土 2、航空航天领域能经受恶劣环境，同时能对自己的状况进行自我诊断，并能阻止损坏和退化，能自动加固或自动修补裂纹，从而防止灾难性事故的发生。

a.机翼用智能材料：在高性能复合材料中嵌入细小的光纤，光纤象神经那样感受机翼上承受的不同压力，光纤断裂时，光传输中断，发出事故警告。 b.自动加固的直升飞机水平旋转叶片：当叶片在飞行中遇到疾风作用而猛烈振动时，分布在叶片中微小液滴会变成固体自动加固叶片。 c.智能蒙皮：对于飞行器如飞机、火箭、卫星及潜水艇等，具有随外界条件变化而变化以及探测周围环境的能力的表皮（蒙皮）。 d.检测飞行速度、温度、湿度等各种条件，并能对变化的环境做出反应，如抑制噪声和振动、维持飞行器座舱的通风、温度恒定、改变机翼形状等。 e.对于材料内部的缺陷和损伤，能进行自诊断，确定缺陷和损伤的部位并进行自我修复、自适应。 3、抑制振动和噪声传感元件对结构的振动进行监测，驱动元件在微电子的控制下准确地动作以改变结构的振动状态 ——具有振动和噪声主动控制功能的智能结构。成功应用：减轻交通工具如汽车、飞机振动和噪声。 ●压电材料将压电材料置于结构表面或内部用来感测振动，利用经过放大的输出功率去驱动另一个粘贴于下同区域的压电材料，为减小振动反应。这种方法已经成功地应用在降低圆柱型卫星天线桅杆的振动。 ●电（磁）流变体在复合材料悬臂梁的空腔内注入电流变体，通过外电场改变电流变体的状态，从而实时控制梁的刚度、阻尼，实现了对结构整体振动的主动控件。 4、用于机器人 ●形状记忆合金能够感知温度或位移的变化，可将热能转换为机械能。如果控制加热或冷却，可获得重复性很好的驱动动作。 ●刺激响应性高分子凝胶在机器人中应用：触觉传感器、机器人手足和筋骨动作部分等。 5、在医学领域的应用 ●智能药物释放体系——以智能材料为载体材料，根据病情所引起的化学物

土木工程试验报告

试验一电阻应变计测量应变技术 1.整理试验数据，并作应变仪按半桥和全桥接线的测量关系比较表1 试验数据记录表接法半桥接法（1）单点外补偿半桥接法（2）工作片互补偿次序 0 5 10 20 30 0 5 10 20 30 1 εμ 0 94 187 374 558 2 185 368 736 1102 2 εμ 0 98 192 379 565 3 186 368 735 1101 3 εμ 95 189 376 562 2 187 369 734 1101 平均值（εμ） 0 95.7 189.3 376.3 561.7 2.3 186.0 368.3 735.0 1101.3 表2 试验数据记录表接法全桥接法（1）2工作片2补偿片全桥接法（2）4工作片互补偿次序 0 5 10 20 30 0 5 10 20 30 1 εμ 2 189 374 742 1110 0 362 722 1446 2172 2 εμ 2 188 372 743 1111 -2 360 720 1445 2170 3 εμ 186 370 740 1108 -3 360 720 1444 2170 平均值（εμ） 1.3 187.7 37 2.0 741.7 1109.7 -1.7 360.7 720.7 1445.0 2170.7 半桥接法（1）单点外补偿是将应变片R1接于应变仪AB 接线柱，温度补偿片R5接于BC 接线柱，另外半桥由应变仪内部两个无感绕线电阻构成，应变仪读出的应变值为测点处沿应变计轴向的应变，即m εε=仪。半桥接法（2）工作片互补偿是将应变片R1、R2分别接于应变仪AB 、BC 接线柱，两个工作片互为温度补偿，应变仪读数为实际应变的2倍，即m 2εε=仪。全桥接法（1）2工作片2补偿片是将应变片R1、R3分别接于应变仪AB 、DC 接线柱，将两个补偿片接入AD 、BC 接线柱，应变仪读数为实际应变的2倍，即 m 2εε=仪。全桥接法（2）4工作片互补偿是将四个工作片都接入桥路中，每个桥路中

土木工程材料实验报告

土木工程材料实验报告姓名__________________________ 学号__________________________ 班级_________________________ 扬州大学建筑科学与工程学院施工建材教研室

实验一土木工程材料的基本性质实验报告一、实验内容二、主要仪器设备及规格型号三、实验记录 (一) 材料的表观密度测试试样名称：_____________________ 实验日期：____________________ 气温／室温：_____________________ 湿度：____________________ 1．砂的表观密度：表1—4 砂表观密度测定结果 2．石子的表观密度：表1—5 石子表观密度测定结果

土木工程材料实验报告一

实验一基本物理性质试验组别：组员：试验日期：____年___月____日一、砖的密度试验 1.试验目的：测定砖在自然状态下的密度。 2.试验过程： ①在李氏瓶中注入与砖粉不起反应的液体至突颈下部，记下刻度数为18 ml（V0 (cm3)）； ②用天平称取砖粉M0 (g)，用小勺和漏斗小心地将砖粉徐徐送入李氏瓶中，轻轻摇动李氏瓶使液体中的气泡排出，记下液面刻度V1 (cm3)； ③再称出剩下的砖粉M1(g)，计算装入瓶内的砖粉质量M(g)，根据前后两次液面读数，计算出液面上升的体积，即为瓶内砖粉的绝对体积V(cm3)。 3.试验数据记录与计算：二、砖的表观密度试验 1.试验目的：测定砖在自然状态下的表观密度。 2.试验过程： ①称出砖块的质量M(g)； ②用钢尺量出砖块的尺寸（每边测三次，取平均值），并计算出体积V0 (cm3)。

3.试验数据记录与计算： 4.孔隙率计算： P = (1- ρ0/ρ) *100%=(1-1.79/2.60)=31.15%

三、砂的视密度试验 1.试验目的：测定砂在自然状态下的视密度。 2.试验过程： ①称出干砂300g（M0 (g)）； ②将水注入容量瓶至瓶颈刻度线处，称出瓶与水的质量M2(g)； ③将容量瓶里的水倒出部分，将300g干砂全部倒入容量瓶内，轻轻摇晃容量瓶，再将水加到瓶颈刻度线处，称得总质量M1(g)。 3.试验数据记录与计算：

温州大学建工学院-瓯江学院2014级土木专升本四、砂的堆积密度试验 1.试验目的：测定砂在自然状态下的堆积密度。 2.试验过程： ①称量出1L容量筒的质量M2(g)； ②用漏斗将砂装入容量筒，用钢尺将多余的砂沿筒中心线向两个相反方向刮平； ③称量出砂与容量筒的总质量M1 (g)。 3.试验数据记录与计算：

智能材料系统结构与应用

智能材料系统结构与应用期末设计设计项目：压力触发式电灯开关学院：电子信息与电器工程学院专业：自动化班级：F1503005 学号：515030910127 学生姓名：闻昊 2015年12月28日

压力触发式电灯开关作者：闻昊内容摘要：针对如何提高用户进入家庭时，电灯如何快捷方便的打开，从而采用一种全新的连通电路的方式，采用压电材料，对外力的机械信号进行转换放大从而控制家用电路的连通。关键词：传感、压电材料、放大电路、控制元件、转换一、研究背景：在生活在中经常出现这样的情况，有时当你进入了家门或者宿舍之后，会发现两只手都拿着东西，很不方便去打开电灯的开关，或者电灯的开关并不在门口触手可及的地方，得抹黑向前走一小段路才能打开电灯。难免会有一些不方便之处。如果我们可以转换一种打开灯的方式，这个问题就可以解决。所以急待需要一种新的电灯开关，来改变传统声控和手触的方式。那么可采用压力触发式，将开关隐藏于门口的脚垫之中，当我们一进门踩到脚垫上的时候，房间的灯就会亮起来，岂不是方便很多。二、研究压力触发式开关的可行性与实现方案：首先考虑压力触发的可行性，通过所学知识，压电材料可以将外力转换为电信号。压电传感器种类繁多，但传感器用压电材料主要有压电晶体、压电陶瓷和高分子材料三种。压电晶体性能稳定，居里点和机械强度高，绝缘性好，动态响应快，线性范围宽，迟滞小等，在精密测量系统和高温测量系统中常被选用；缺点是压电系数小，灵敏度低，价格昂贵。压电陶瓷是人造多晶体压电材料，其压电系数高，制造成本低，但性能不够稳定，在一般测量系统中广泛采用，高分子压电材料具有很高的压电敏感度，可以制成大面积的压电薄膜或阵列原件。那么采用高分子压电材料就可解决接收信号的问题，加上基本每家都会使用脚垫，所以可以将高分子压电材料制成压电薄膜置于脚垫之中。接着分析如何将压电薄膜产生的信号放大从而可以控制家用电路使得灯泡亮起来。尽管压电传感器输出的电压很高，但是电流很小（最简单的一个例子就是打火机中的压电陶瓷能产生上万伏的电压，但是电流极小）。通过施加一个机械压力，压电材料产生的电荷就很少。此时的电流不足以触发一个原件。但是可以进过适当的放大，使其足够触发一个原件。接下来最后的问题就是，需要设计出一个足够小的原件，因此不会对整体屋子装修的美观程度有影响，且在受到一定的（不是很大的）电流后，便可以触发，控制家庭电灯电路的连通，电灯可以亮起来，且这个原件也能被手动关闭，从而将电灯关上。三、研究流程图

土木工程实验报告

实验一土得颗粒分析试验一、实验目得 1 测定干土中各种粒组所占该土总质量得百分数,借以明了颗粒大小分布及级配组成。 2 供土分类及概略判断土得工程性质及作建筑材料用。二、试验内容对粒径大于0、075mm且粒径大于２mm得颗粒不超过总质量得1０%得无粘性土用标准细筛进行筛分试验。三、实验仪器与设备 1 标准细筛：孔径为2ｍm、1mｍ、0.5mｍ、0。25mm、０。075ｍm、底盘； 2电子天平:称量200g,感量０。01g；称量1０００g，感量0。１ｇ; ３摇筛机、恒温烘箱; 4其她:毛刷、匙、瓷盘、瓷杯、白纸. 四、实验方法与步骤 1取有代表性得风干土样或烘干冷却至室温得土样２00～５00g,称量准确至0。1g。 2 将标准细筛依孔径大小顺序叠好,孔径大得在上,最下面为底盘,将称好得土样倒入最上层筛中,盖好上盖.进行筛析。标准细筛放在摇筛机上震摇与约１0分钟左右。 3 检查各筛内就是否有团粒存在,若有则碾散再过筛。４由最大孔径筛开始,将各筛取下,在白纸上用手轻叩摇晃,如有土粒漏下，应继续轻叩摇晃，至去土粒漏下为止。漏下得砂粒应全部放入下级筛内。逐次检查至盘底。５并将留在各筛上得土样分别分别倒在白纸上，用毛刷将走色中砂粒轻轻刷下,再分别倒入瓷杯内，称量准确至0.１g。 6 各细筛上及底盘内砂土质量总与与筛前称量得砂土样总质量之差不得大于１％。五、试验数据整理 1按下式计算小于某粒径得试样质量占总质量得百分数: 式中 x—小于某粒径得试样质量占试样总质量得百分数(％); -小于某粒径得试样质量（g）；ｍB-用标准细筛分析时所取得试样质量（ｇ)。 2 以小于某粒径得试样质量占试样总质量得百分数为纵坐标,以粒径(mm）为对数横坐标,绘制颗粒大小分布曲线。 3 计算级配指标 ①按下式计算颗粒大小分布曲线得不均匀系数: 式中Ｃｕ—不均匀系数; d６0-限制粒径,在粒径分布曲线上小于该粒径得土含量占总土质量得6０%得粒径; d1０—有效粒径，在粒径分布曲线上小于该粒径得土含量占总土质量得10%得粒径。 ②按下式计算颗粒大小分布曲线得曲率系数：式中Ｃｃ-曲率系数;

智能材料

智能材料及其在医学领域的应用目录 1、智能材料的概述 1.1智能材料的定义和基本特征........................................................ 1.2智能材料的构成............................................................................ 1.3智能材料的分类............................................................................ 1.4智能材料的制备............................................................................ 2、智能材料的应用领域 2.1智能材料的研究方向................................................................... 2.2智能材料在医学上的应用............................................................ 2.3智能材料在医疗方法中的应用....................................................

2.4智能材料在医学器械方面的应用................................................. 3、结束语.................................................................... 4、参考文献................................................................ 摘要本文综合评述了智能材料的研究、应用和进展。对智能材料与结构的概念进行了描述，全面总结了智能材料智能材料生物医药方面的应用, 探讨了智能材料光明的应用前景和发展趋势。关键词智能材料；医学应用；发展 1智能材料的概述 1.1定义：智能材料（Intelligent material），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。基本特征：因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：（1）传感功能（Sensor）

土木工程材料实验报告(新)

土木工程材料实验报告姓名学号班级武夷学院土木工程与建筑系

土木工程材料实验课的要求一、实验室的纪律要求 1．进入实验室后，要听从教师的安排，不得大声说笑和打闹。 2．进入实验室后，对本组所用的仪器设备进行检查，如有缺损或失灵应立即报告，由教师修理或调换，不得私自拆卸。实验结束时，应将所用仪器设备按原位放好，经检查后方可离开实验室。 3．要爱护实验仪器设备，严格按照实验操作规程进行实验，同时注意人身安全，非本次实验所用的室内其他仪器，不得随便乱动。 4．在实验过程中，当仪器设备被损坏时，当事者应立即向实验室教师报告，由其根据学校的规定给予检查或赔偿等处理。 5．实验结束后，每组学生对所用的仪器设备及桌面、地面应加以清理，并由各实验小组轮流做全室的卫生整理。 6．完成实验后，经教师同意后方可离开实验室。二、实验与实验报告的要求 1．要以严肃的科学态度、严格的作风、严密的方法进行实验，认真记录好实验数据。 2．在实验课进行中要认真回答教师提出的问题，回答问题的情况作为实验课考核成绩的一部分。 3．要认真填写、整理实验报告，不得潦草，不得缺项、漏项，报告中的计算部分必须完成，同时要保持实验报告的整洁。 4．实验报告应及时完成，并按老师规定的时间上交。

目录实验一水泥细度实验 (4) 实验二水泥抗压强度测定实验 (6) 实验三水泥砂浆流动性实验 (8) 实验四水泥砂浆保水性实验 (10) 实验五水泥砂浆强度实验 (12) 实验六砂子的筛分析实验 (14) 实验七普通混凝土和易性实验 (16) 实验八普通混凝土配合比抗压强度实验 (18) 实验九沥青性能实验 (20)

智能材料与智能结构分类

智能材料(Smart Materils 或者Intelligent Material System) 是20 世纪80 年代中期提出的概念。智能材料是模仿生命系统,能感知环境变化并能实时地改变自身的一种或多种性能参数,作出所期望的能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。智能材料是一种集材料与结构、智能处理、执行系统、控制系统和传感系统于一体的复杂的材料体系。它的设计与合成几乎横跨所有的高技术学科领域。磁流变液电流变体压电材料、形状记忆合金磁致伸缩材料电致伸缩材料光纤材料聚合物胶体形状记忆聚合物(SMP) 疲劳寿命丝（箔）磁流变体：通常由以下三种成分组成：（1）具有高磁导率、低矫顽力的微小磁性微粒，如铁钴合金、铁镍合金、羰基铁等软磁材料。由Jolly 和Ginder等人[4]建立的磁流变液理论剪切屈服强度的计算公式可知，磁流变液的极限剪切屈服强度与磁性颗粒的饱和磁化强度的平方成正比。（2）母液，又称溶媒，是磁性微粒悬浮的载体。为了保证磁流变液具有稳定的理化特性，母液应具有低粘度、高沸点、低凝固点、较高密度和极高“击穿磁场”等特性。目前，较为常用的母液是硅油。另外，一些高沸点的合成油、水以及优质煤油等也可作为磁流变液的母液；（3）表面活性剂，其主要作用是包覆磁性微粒并阻止其相互聚集而产生凝聚，减少或消除沉降。功能：这种材料具有4种主要功能:(1)对环境参数的敏感;(2)对敏感信息的传输;(3)对敏感信息的分析、判断;(4)智能反应。具体的有：传感功能反馈功能信息识别与积累功能相应功能自诊断功能自修复功能自调节功能智能结构( Intelligent Construction)是将驱动器、传感器、乃至处理器等微电子元器件集成在复合材料之中而成型的结构它对所处环境，具有主动感知和主动响应的功能。智能结构是在智能材料的基础上提出的,是当前结构设计与结构力学方面正在迅速发展的一种崭新领域,也称为自适应结构。智能结构就是可以根据外部条件和内部条件主动地改变结构

浅谈智能材料

浅谈智能材料智能材料的构想来源于仿生（仿生就是模仿大自然中生物的一些独特功能制造人类使用的工具，如模仿蜻蜓制造飞机等等），它的目标就是想研制出一种材料，使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。但是现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。具体来说智能材料需具备以下内涵：（1）具有感知功能，能够检测并且可以识别外界（或者内部）的刺激强度，如电、光、热、应力、应变、化学、核辐射等；（2）具有驱动功能，能够响应外界变化；（3）能够按照设定的方式选择和控制响应；（4）反应比较灵敏、及时和恰当。（5）当外部刺激消除后，能够迅速恢复到原始状态。智能材料又可以称为敏感材料，其英文翻译也有若干种，常用的有Intelligent material、Intelligent material and structure、Smart material、Smart material and structure、Adaptive material and structure等。为增加感性认识，现举一个简单的应用了智能材料的例子：某些太阳镜的镜片当中含有智能材料，这种智能材料能感知周围的光，并能够对光的强弱进行判断，当光强时，它就变暗，当光弱时，它就会变的透明。作为一种新型材料，一般认为，智能材料由传感器或敏感元件等与传统材料结合而成。这种材料可以自我发现故障，自我修复，并根据实际情况作出优化反应，发挥控制功能。智能材料可分为两大类：（1）嵌入式智能材料，又称智能材料结构或智能材料系统。在基体材料中，嵌入具有传感、动作和处理功能的三种原始材料。传感元件采集和检测外界环境给予的信息，控制处理器指挥和激励驱动元件，执行相应的动作。（2）有些材料微观结构本身就具有智能功能，能够随着环境和时间的变化改变自己的性能，如自滤玻璃、受辐射时性能自衰减的Inp半导体等。

复合材料教学大纲

《复合材料》教学大纲一、课程名称：复合材料二、学分、学时：2学分、32学时三、教学对象：06级应用化学本科四、课程性质、教学目标《复合材料》是应用化学专业的一门学科基础课程，选修。复合材料是包括多学科、多领域的一门综合性学科。本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。使学生在已有的材料科学的基础上，较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料，以及各种复合材料的性能、制备方法与应用，了解材料的复合原理，以及复合材料的发展方向。从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。五、课堂要求要求认真随堂听课，认真阅读指定教材，广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。按教学要求完成专题综述论文的撰写，并进行课堂交流。六、教学内容与基本要求（一）绪论（2学时）复合材料的国内外发展状况及今后的发展方向；复合材料的分类；复合材料的基本性能；复合材料的增韧增强原理；复合材料的特性；复合材料的应用。基本要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。（二）材料的基体材料（6学时）金属材料：金属的结构与性能、各种合金材料；陶瓷材料：包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷；聚合物材料：聚合物的种类、结构与性能，复合材料选用聚合物的原则。基本要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。（三）材料的增强材料（6学时）玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用；碳纤维的分类、制备、性能与应用；陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用；填料（高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等）的性能与应用。基本要求：掌握常用增强材料的种类、性能及其选用的原则。（四）传统复合材料的新发展（4学时）航空用先进树脂基复合材料的发展：先进复合材料在飞机上的应用、材料技术的进展、低成本复合制造技术的进展；热塑性片材与热塑性树脂基复合材料：由片材制造成品的成型工艺、GMT片材在汽车工业中的应用；熔体自发浸渗制备金属基复合材料：熔体自发浸渗制备金属基复合材料的原理及方法及研究现状；陶瓷基层状复合材料：陶瓷制品的仿生结构构思、材料体系和制备技术、陶瓷基层状复合材料的结构性能及其强韧化机制、陶瓷基层状复合材料的发展方向。基本要求：掌握常见几种传统复合材料的新应用、制备工艺与性能的基本知识，了解传统复合材料的发展方向。（五）功能复合材料（4学时）

土木工程结构试验总结

1.现代科学研究包括（理论）研究和（试验）研究。 2.根据不同的试验目的，结构试验可分为（生产鉴定性）试验和（科学研究性）试验。 3.工程结构试验大致可分为（试验规划）、（试验准备）、（试验加载测试）和（试验资料整理分析）四个阶段。 4.试件的数量主要取决于测试参数的多少，要根据各参数的（因子数）和（水平数）来决定试件数量。 5.结构在试验荷载作用下的变形可以分为（整体）变形和（局部）变形两类。 6.惠斯顿电桥连接主要有两种方法，即（全桥）和（半桥）。 7.动力试验的振源有（自燃振源）和（人工振源）两大类。 8、结构自振特性主要包括（自振频率）、（阻尼）和（阵型）三个参数。 9.回弹法适用于抗压强度为（19）—（60）MPa的混凝土强度的检测。 10.结构上的荷载按是否引起结构动力反应分为（静力）荷载和（动力）荷载。 11.气压加载按加载方式的不同可分为（正压）加载和（反压）加载。 12.利用环境随机激振方法可以测量建筑物的（动力特性）。 13.反力墙大部分是固定式的,它可以是钢筋混凝土或预应力混凝土的（实体墙）或是空腹式的箱型结构。 14.数据采集就是用（各种仪器）和装置,对数据进行测量和记录。 15.结构振动时,其位移、速度和加速度等随（时间和空间）发生变化。 16.模型设计的程序往往是首先确定（几何比例）,再设计确定几个物理量的相似常数。 17.采用等效荷载时,必须全面验算由于（荷载图式）的改变对结构造成的各种影响。 18.采用初位移或初速度的突卸荷载或突加荷载的方法,可使结构受一冲击荷载作用而产生（自由振动）。 19.疲劳试验施加的是一定幅值的（重复荷载）,其荷载上限值是按试件在荷载标准值的最不利组合产生的效应值计算而得的. 20.测量混凝土的表面硬度来推算抗压强度,是混凝土结构现场检测中常用的一种（非破损）试验方法。 21.对于结构混凝土开裂深度小于或等于500mm的裂缝,可采用(平测法)或（斜侧法）进行检测。 22.工程结构试验所用试件的尺寸和大小，总体上分为(模型)和(原型)两类。

土木工程材料实验教学大纲

《土木工程材料》课程实验教学大纲一、实验总学时：14课程总学时：48 课程总学分：3 二、适用专业：土木工程本科专业三、考核方式及方法：主要看学生完成实验完成情况及实验课中的表现，参考最后提交的实验报告，与理论课程一起评定成绩。四、配套实验指导书：《土木工程材料》试验部分、《土木工程材料实验报告书》五、实验项目(共14学时现场操作) 实验一水泥实验（一）实验类型：验证性（二）实验类别：专业实验（三）实验学时数：4学时（四）实验目的：测定水泥的细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性及胶砂强度等主要技术性质，作为评定水泥强度等级的主要依据。（五）实验内容 1．水泥细度检验 2. 水泥堆积密度测定 3. 水泥密度测定 4. 水泥标准稠度用水量测定 5．水泥凝结时间测定 6．水泥安定性测定 7．水泥胶砂强度实验（六）实验要求熟练掌握水泥各种技术性质的测定（七）实验设备负压筛、天平、维卡仪、净浆搅拌机、量筒、养护箱、沸煮箱、水泥胶砂搅拌机，胶砂振实台、试模（三联模）、抗折试验机、抗压试验机，抗压夹具、直尺等。（八）实验课承担单位：土木工程学院建筑材料实验室实验二砂子实验（一）实验类型：验证性（二）实验类别：专业实验（三）实验学时数：2学时（四）实验目的：对混凝土用砂进行实验，评定其质量，为混凝土配合比设计提供原材料参数。

（五）实验内容 1．砂子堆积密度测定 2．砂子表观密度测定 3．砂筛分析试验（六）实验要求熟练掌握建筑用砂的技术性质及评定方法（七）实验设备鼓风烘箱：能使温度控制在（105±5）℃；天平：称量10 kg，感量1 g容量瓶：500 mL；干燥器；搪瓷盘；滴管；毛刷；容量筒：圆柱形金属筒，内径108 mm，净高109 mm，壁厚2 mm，筒底厚约5 mm，容积为1L；方孔筛：孔径为4.75 mm的筛一只；垫棒：直径10 mm，长500 mm的圆钢；方孔筛：孔径为150 μm、300μm、600 μm、1.18 mm、2.36 mm、4.75 mm及9.50 mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖；摇筛机；（八）实验课承担单位：土木工程学院建筑材料实验室实验三石子实验（一）实验类型：验证性（二）实验类别：专业实验（三）实验学时数：1学时（四）实验目的：对混凝土用石进行实验，评定其质量，为混凝土配合比设计提供原材料参数。（五）实验内容 1．石子堆积密度测定 2．石子表观密度测定 3．碎石筛分析试验（六）实验要求熟练掌握建筑用石的技术性质及评定方法（七）实验设备鼓风烘箱：能使温度控制在（105±5）℃；天平：称量2 kg，感量1 g；广口瓶：1 000 mL，磨口，带玻璃片；方孔筛：孔径为4.75 mm的筛一只；温度计、搪瓷盘、毛巾；台秤：称量10 kg，感量10 g；磅秤：称量50 kg，感量50 g；容量筒：圆柱形金属筒，内径208 mm，净高294 mm，壁厚2 mm，筒底厚约2 mm，容积为10L；（八）实验课承担单位：土木工程学院建筑材料实验室

智能复合材料

智能复合材料课程论文智能复合材料的研究现状与发展趋势(Research status and development trend of intelligent composite materials) 学院名称：材料科学与工程学院专业班级：复合材料1102 学生姓名：不知道学号：31107056541 指导教师：陈贝贝

智能复合材料的研究现状与发展趋势摘要：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。本文介绍了几种常见的智能复合材料及其研究现状。关键词:智能复合材料；形状记忆合金；压电智能复合材料；电/磁流变体智能复合材料；纤维素智能复合材料；光导纤维智能复合材料 Research status and development trend of intelligent composite materials Abstract: the intelligent composite material is a kind of high-tech materials based on bionics concept developed, it is actually integrated model composite sensor, information processor and the function driver. This paper introduces several common intelligent composite material and its research status. Keywords:intelligent composite material; shape memory alloy; piezoelectric smart composite materials; electric / magnetic fluids of intelligent composite materials; cellulose smart composite materials; optical fiber intelligent composite material 1 前言智能材料的兴起在材料科学引发了一个新的革命，智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。智能材料特别之处，就是它拥有像生物一样能感应附近的环境并做出适当的反应的特性[1,2]。换句话说，智能材料能因应外界的刺激而改变自己，或者会产生某种讯息。如能运用适宜，以智能材料所做的一个零件可以取代一些复杂系统的几个环节(例如负责感觉及反应的部分)，从而大大减低了系统的大小及复杂性[3-9]。智能材料可以简单分成被动和主动两种。被动智能材料在没有经过讯息分析的情况下或想也不想便会自动作出反应；而主动智能材料会分析接收到的讯息后才决定做出什么反应。智能材料的构想来源

土木工程结构试验学习心得

土木工程结构试验学习心得 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

土木工程结构试验学习心得土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践，从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法，以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论，都离不开试验研究。因此，土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用，与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程，与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关，并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。通过本课程的学习，使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能，掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法，以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程，也是唯一的一门独立的试验课程。它的任务是在结构或实验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率）后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。通过本门课程的学习，在理论上我学到许多关于结构试验的知识，工程结构试验的量方法、程结构试验过程、可靠性鉴定等。工程结构试验的量方法土木工程结构试验中的试验荷载要与结构在实际中的受力情况相一致，试验时的荷载应使结构处于某一种实际可能的最不利的工作情况。当采用等效荷载时，试验荷载的大小要根据相应的等效条件换算得到，同时要注意荷载图式的改变对结构的各种影响。结构试验的加载制度要根据不同的结构按照相应的规范或标准的规定进行设计。测量方法：机测法。利用机械仪表测量所需的数据或参数，机测法适应性强、简便、可靠、经济，是结构试验中最常用的测量手段。 ②电测法。通过传感元件把试验需要测量的数据或参数，转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数，经放大器放大，然后进行测量，由指示记录设备记录和显示，这种转换和测量技术称为非电量电测技术，具有准确、快速测量、自动控制、连续记录和远距离操纵等优点。与计算机联机，还可根据测量结果自行判断和运算。③光测法。利用光的准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录，阻尼小、响应快（如光线示波记录仪）。也可利用光敏材料的物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生的光学效应，测定应力场（如光弹仪），简便、可靠、直观性好；及激光测量位移和激光全息的应用。