水泥基壓電陶瓷智能復(fù)合材料及其傳感特性的研究

重大工程結(jié)構(gòu)的使用期長(zhǎng)達(dá)百年，環(huán)境腐蝕、材料老化和荷載效應(yīng)等耦合作用將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的損傷積累和抗力下降，極端情況下甚至引發(fā)災(zāi)難性事故。因此，為了建筑結(jié)構(gòu)的安全性、完整性、適用性與耐久性，已建成使用的許多重大工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施急需采用有效的手段監(jiān)測(cè)和評(píng)定其安全狀況、修復(fù)和控制損傷。這是一項(xiàng)迫切需要解決的工作。. 發(fā)展新型智能傳感器以用于土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中，這對(duì)解決土木工程結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和自適應(yīng)性等問(wèn)題具有非常重要的意義。針對(duì)目前土木工程領(lǐng)域中存在的智能傳感器與混凝土結(jié)構(gòu)材料物理化學(xué)性能差異和匹配相容性的問(wèn)題，本項(xiàng)目主要是研發(fā)一種新型的復(fù)合材料以作為智能傳感器用于土木工程結(jié)構(gòu)的原位健康監(jiān)測(cè)中，集中在智能材料設(shè)計(jì)、傳感特性及與宿主結(jié)構(gòu)匹配融合等方面的研究，并建立相應(yīng)的信號(hào)采集系統(tǒng)，以滿足土木工程實(shí)際需要等方面。從這幾點(diǎn)看，本課題的研究具有很大的社會(huì)效益和研究?jī)r(jià)值。

前言

第1章 緒論

1.1　智能材料結(jié)構(gòu)概述

1.2　智能結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀

1.3　智能結(jié)構(gòu)的研究?jī)?nèi)容

1.4　關(guān)于FBG智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)

1.5　本書(shū)研究的目的

1.6　本書(shū)研究的主要內(nèi)容

第2章　損傷診斷策略

2.1 引 言

2.2　多級(jí)損傷診斷策略

2.3　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.4　本章小結(jié)

第3章　損傷診斷中模態(tài)頻率法與應(yīng)變模態(tài)技術(shù)及其改進(jìn)

3.1 引 言2100433B

1 智能復(fù)合材料及其進(jìn)展

1．1 概述

1．1．1 智能材料

1．1．2 智能復(fù)合材料

1．1．3 智能結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)

1．2 水泥基智能復(fù)合材料的自感知研究進(jìn)展

1．2．1 壓敏特性

1．2．2 溫敏特性

1．2．3 熱電特性

1．2．4 力電效應(yīng)

1．3 水泥基智能復(fù)合材料的自調(diào)節(jié)研究進(jìn)展

1．3．1 電熱效應(yīng)

1．3．2 電力特性

1．3．3 自減振特性

1．4 水泥基智能復(fù)合材料的自愈合研究進(jìn)展

1．4．1 結(jié)晶沉淀自愈合

1．4．2 滲透結(jié)晶自愈合

1．4．3 聚合物固化仿生自愈合

1．4．4 電解沉積自愈合

1．4．s自愈合存在的問(wèn)題

1．5 形狀記憶合金智能復(fù)合材料

1．5．1 在航天航空器結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用實(shí)例

1．5．2 在土木工程中的應(yīng)用實(shí)例

1．6 光纖智能復(fù)合材料

1．6．1 光纖光柵

1．6．2 光纖光柵傳感器在航空航天業(yè)中的應(yīng)用舉例

1．6．3 光纖光柵傳感器在船舶航運(yùn)業(yè)中的應(yīng)用舉例

1．6．4 光纖光柵傳感器在土木工程中的應(yīng)用舉例

1．7 壓電智能復(fù)合材料

1．7．1 阻抗法及其應(yīng)用

1．7．2 波動(dòng)法及其應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

2 水泥基智能復(fù)合材料的壓敏性及其智能結(jié)構(gòu)

2．1 概述

2．2 水泥基智能復(fù)合材料壓敏性的定義和基本現(xiàn)象

2．3 水泥基智能復(fù)合材料組分、結(jié)構(gòu)與壓敏特性

2．3．1 碳纖維的摻量和長(zhǎng)度對(duì)壓敏性的影響

2．3．2 齡期對(duì)壓敏性的影響

2．3．3 碳纖維表面處理對(duì)壓敏性的影響

2．3．4 外加劑對(duì)壓敏性的影響

2．3．5 成型工藝對(duì)壓敏性的影響

2．4 水泥基智能復(fù)合材料壓敏性的不同測(cè)試方法．

2．4．1 直流電阻測(cè)試法

2．4．2 交流阻抗測(cè)試法

2．4．3 電容測(cè)試法

2．5 水泥基智能復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)壓敏特性．

2．5．1 對(duì)三角波交變載荷的響應(yīng)

2．5．2 對(duì)沖擊載荷的響應(yīng)

2．6 水泥基智能復(fù)合材料壓敏性在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

2．6．1 混凝土簡(jiǎn)支梁彎曲變形的自診斷

2．6．2 混凝土立柱偏心的自診斷

2．6．3 有溫度梯度時(shí)梁變形檢測(cè)的溫度補(bǔ)償

2．6．4 水泥基智能材料周邊有約束的壓敏性

2．6．5 利用壓敏性監(jiān)測(cè)混凝土中的鋼筋銹蝕

2．6．6 結(jié)構(gòu)平均應(yīng)變和應(yīng)力檢測(cè)

2．7 水泥基復(fù)合材料承載時(shí)的損傷．

2．7．1 水泥基材料及結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測(cè)

2．7．2 水泥基材料局部損傷的檢測(cè)

2．7．3 混凝土構(gòu)件殘余壽命預(yù)測(cè)

2．7．4 混凝土的凍融損傷分析

2．7．5 新舊混凝土粘結(jié)質(zhì)量的評(píng)估

2．8 壓敏性研究目前存在的問(wèn)題

參考文獻(xiàn)

3 水泥基智能復(fù)合材料的溫敏性、力電效應(yīng)及其智能結(jié)構(gòu)

3．1 概述

3．2 水泥基智能復(fù)合材料的溫敏性

3．2．1 水泥基智能復(fù)合材料的溫敏性及其機(jī)理

3．2．2 碳纖維摻量對(duì)水泥基智能復(fù)合材料溫敏性的影響

3．3 水泥基智能復(fù)合材料溫敏性在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

3．3．1 嵌入式溫敏混凝土結(jié)構(gòu)

3．3．2 碳纖維水泥層/普通混凝土復(fù)合溫敏結(jié)構(gòu)

3．4 水泥基智能復(fù)合材料的塞貝克效應(yīng)

3．4．1 水泥基智能復(fù)合材料的塞貝克效應(yīng)與機(jī)理

3．4．2 水泥基PN結(jié)的伏安特性及其塞貝克效應(yīng)

3．4．3 塞貝克效應(yīng)影響因素的研究

3．5 水泥基智能復(fù)合材料塞貝克效應(yīng)在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

3．5．1 埋入水泥基智能復(fù)合材料的溫敏混凝土柱

3．5．2 碳纖維水泥層/普通混凝土復(fù)合溫敏結(jié)構(gòu)

3．5．3 連續(xù)碳纖維溫敏混凝土桿

3．5．4 溫度自診斷自適應(yīng)智能混凝土結(jié)構(gòu)及模型

3．6 水泥基智能復(fù)合材料的力電效應(yīng)

3．6．1 水泥基智能復(fù)合材料的力電效應(yīng)

3．6．2 孔隙水與水泥基智能復(fù)合材料力電效應(yīng)的關(guān)系

3．6．3 水泥基智能復(fù)合材料力電效應(yīng)的機(jī)理

3．6．4 水泥基智能復(fù)合材料的電磁發(fā)射現(xiàn)象

3．7 水泥基智能復(fù)合材料的電力效應(yīng)

3．7．1 實(shí)驗(yàn)方法

3．7．2 水泥基智能復(fù)合材料的電力效應(yīng)

3．7．3 電力效應(yīng)的機(jī)理

3．8 基于力電效應(yīng)應(yīng)用的機(jī)敏混凝土梁

3．8．1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c測(cè)試系統(tǒng)

3．8．2 試驗(yàn)結(jié)果

參考文獻(xiàn)

4 水泥基智能結(jié)構(gòu)的自調(diào)節(jié)

4．1 概述

4．1．1 變形自調(diào)節(jié)

4．1．2 溫度自調(diào)節(jié)

4．1．3 高阻尼抗振調(diào)節(jié)

4．2 變形自調(diào)節(jié)的基本原理及實(shí)驗(yàn)

4．2．1 碳纖維氈混凝土疊層梁的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图安牧?

4．2．2 疊層梁電熱變形實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)過(guò)程

4．2．3 疊層梁電熱變形實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

4．3 變形自調(diào)節(jié)理論分析

4．3．1 疊層梁的熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型

4．3．2 疊層梁電熱驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

4．3．3 疊層梁的電熱變形數(shù)值模擬

4．3．4 疊層梁電熱變形的實(shí)驗(yàn)與理論數(shù)值的比較

4．4 變形自調(diào)節(jié)中的溫度、變形自檢測(cè)

4．4．1 溫度檢測(cè)

4．4．2 溫差檢測(cè)

4．4．3 變形檢測(cè)

4．5 變形自調(diào)節(jié)的控制理論與方法調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)

4．5．1 被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

4．5．2 變形自調(diào)節(jié)的控制方法

4．5．3 反饋信號(hào)的預(yù)處理

4．5．4 碳纖維氈水泥砂漿疊層梁變形調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)

4．6 溫度自調(diào)節(jié)原理實(shí)驗(yàn)

……

5 水泥基智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷的成像診斷方法

參考文獻(xiàn)2100433B