直到最近时期,大多数的技术发展与变化的使用材料(如石头、青铜和铁年龄的)。亚博网站下载最近几年技术变革的驱动力对信息技术在许多方面已经发生了变化。这是谦虚的方式充分说明了微处理器建立了情报到日常家用电器。然而,重要的是要注意,这年龄还没有离开工程材料不变,和设计师之间的融合材料和信息存储和处理的力量导致了工程材料和结构的新家庭。亚博网站下载 “愚蠢的材料亚博网站下载”最熟悉的工程材料和结构直到最近一直“愚蠢的”。亚博网站下载他们已经预处理和/或设计只提供一组有限的对外界刺激的反应。这样的回答通常是任何一组条件不是最优的,但“优化”最好的实现场景的范围的材料或结构可能会暴露。例如,飞机的翅膀应该优化起飞和降落,快速和慢速巡航等等。然而,尽管这些结构的部分裁剪使用额外的升力面,我们看到部署为每位旅客飞机接近机场,这样工程组件是没有完全优化对任何一组飞行条件。 同样,先进复合材料如玻璃和碳纤维增强塑料,通常被认为是最灵活的工程材料,因为它们的属性(包括强度和刚度)可以适合他们的最终应用程序的要求,只能根据单个属性的组合。亚博网站下载 仿生学“哑”材料和结亚博网站下载构与自然世界形成了鲜明的对照,动物和植物有明显的适应环境的能力。仿生学领域,看着的提取从生物材料和结构工程设计概念,有很多教我们设计未来的人造材料。亚博网站下载平衡的过程是一个真正的“智能”或智能响应,允许,在工程方面,实时调整其形式灵活的结构一个外力的影响降到最低,从而避免灾难性的崩溃。 自然世界充满了类似的属性,包括植物的适应能力实时形状(例如,允许叶表面追随阳光的方向),一瘸一拐的(本质上的实时变化负载路径通过的结构避免过载损坏的区域),反射热量和疼痛。所涉及的亚博网站下载材料和结构自然系统有能力感知周边环境,处理这些数据,并做出回应。他们是真正的“智能”或聪明,将信息技术与结构工程和动作或运动。 智能材料的应用亚博网站下载有很多人为这样的材料和结构的可能性的世界。亚博网站下载工程结构可以操作的限制他们的性能信封和结构限制而不用担心超过。这些结构也可以给维修工程师一份完整的报告对性能的历史,以及缺陷的位置,同时有能力抵消有害或有潜在危险的情况,比如过度的振动,和自我修复的效果。远见科技项目办公室表示,“智亚博老虎机网登录能材料…亚博网站下载将有越来越广泛的应用程序(和)基础科学在这方面……亚博老虎机网登录必须维护的标准有助于实现技术的目标,这意味着智能材料和结构必须解决工程问题至今无法实现效率,并提供一个新的财富创造产品的机会。亚博网站下载 智能材料在航亚博网站下载空航天一些材料和亚博网站下载结构可以被称为“性感”设备。这些结构可以感知它们的环境并生成数据用于卫生和使用监测系统(嗡嗡)。迄今为止最完善的嗡嗡在航空航天领域的应用,在飞机检查等领域。 英国航空公司等航空公司需要超过1000名员工服务与广泛的常规,747年代坡道,中间和主要检查监控的健康和使用舰队。常规检查涉及的任务大约12页的人口下进行类型检查标题。坡道检查彻底性每10天增加到1月,吊架检查每3个月发生一次,interchecks每15个月,和主要检查每24000飞行小时。除了人力资源、吊架检查需要的飞机服务24小时,interchecks需要10天,主要检查5周。这种安全监测的管理费用是巨大的。 飞机由“感性结构”可以自我监控其性能,当前的数据记录,并提供地面监控人员与增强健康和使用。这将减少管理费用与嗡嗡,允许这样的飞机飞行小时前需要人工干预。 智能材料在土亚博网站下载木工程的应用然而,“感官结构”并不限于高新技术应用,如飞机。他们可以用于土木工程结构耐久性评估的监控。监测桥梁的当前和长期的行为会导致增强的安全在它的生命,因为它能提供早期预警的结构性问题阶段小修将增强耐久性,当与结构性康复结合使用可以用于安全监控结构超出原设计寿命。这将影响这种结构降低生活成本的前期建设成本(因为智能结构将允许减少初始设计的安全系数),并通过扩展的安全的生活结构。“感性”材料和结构也亚博网站下载有一个广泛的潜在的国内应用,如食品包装监控安全储存和烹饪。
上面的示例地址只有“感官”结构。然而,智能材料和结构提供的可能亚博网站下载结构,不仅合理,而且适应他们的环境。这类自适应材料和结构受益于早亚博网站下载些时候强调感官方面,除了有能力移动,震动,和其他表现出大量的实时响应。 潜在应用的自适应范围从材料和结构的能力来控制飞机机翼的空气弹性变形的形式,从而减亚博网站下载小阻力和提高运营效率,轻型结构的振动控制,如卫星,和功率传感器在列车受电弓。国内的环境也是一个潜在的市场,这样的材料和结构,对座位触摸敏感材料的可能性,家用电器和其它产品。亚博网站下载这些概念似乎“蓝天”,但有些可能会接近商业准备当你读这篇文章。 Mechatronics方法不同的使用机电一体化(实质上是混合机械/电子系统)的发展真正的智能材料,在传感和驱动发生在原子或分子水平上。亚博网站下载机械电子的方法是熟悉系统已经存在的如ABS和主动骑控制在公路车辆,,这种方法已被用于日本高层建筑的振动控制。然而,在真正的智能结构传感和驱动的集成通常比在纯机械电子系统中,所需的功能集成在结构材料本身。这种结构以来弗兰肯斯坦的怪物相比单独的传感器和执行器集成(或螺栓)在一起成一个结构材料,但是没有材料本身聪明。亚博网站下载例子包括感官结构包含光纤传感器监测负载历史和损伤积累桥梁、水坝、飞机和自适应结构包含小说压电陶瓷、电致伸缩,磁致伸缩和形状记忆致动器实时振动和形状控制。 肯材料亚博网站下载机械电子的智能结构展示了这种技术的功能,但提出的重要问题的复杂性产生的系统。这些智能结构包含大量不同的材料,和性感的结构将产生大量数据。亚博网站下载这种复杂性的增加被柳田总裁中西宏明被描述为“意大利面条综合症”,并导致了这个提议另一种类型的智能结构概念的基础上肯材料(汉字意义的智慧、结构、监控、集成和仁慈是日语发音肯)。亚博网站下载这种结构将功能集成到工程材料组成。亚博网站下载 ken材料目前存在一些实际的例子虽然结构复合基于这个概念在日亚博网站下载本了。这个碳和玻璃纤维增强混凝土能够监测混凝土结构只使用结构增强纤维,从而降低系统的复杂性。 在原子水平最终的集成水平超出肯材料功能发生在微观结构或原子和分子尺度。亚博网站下载这会产生什么通常被称为“智能材料”。一些例子真正的智能材料目前存在的,尽管这种材料的功能可亚博网站下载以通过熟悉的光致变色玻璃。这种眼镜内置传感和反应,但只有一个反应的刺激。 未来真正的智能材料在原子尺度的发展还有一段路要走,尽管支持技术正亚博网站下载在开发中。这些需要小说方面的纳米技术(技术与材料和相关工艺在纳米尺度,10亚博网站下载9米)和新发展科学的化学。亚博老虎机网登录 在世界范围内,相当大的努力被部署到开发智能材料和结构。亚博网站下载这种系统的技术效益已经开始被识别,示威者正在建设的广泛应用空间和航空航天,土木工程和国内产品。在许多这样的应用程序中,这种系统的成本效益分析尚未完全证明。 科技办公室的远见计划已经认识亚博老虎机网登录到这些系统作为未来的战略性技术,有相当大的潜力创造财富通过迄今未知产品的开发和性能增强现有产品在广泛的工业领域。 工程材料和结构的概念,对它们的环境,包括他们的主人,是亚博网站下载一个有点陌生的概念。因此不仅重要的科技和金融的影响这些材料和结构是解决,但也与公众理解和接受有关的问题。亚博网站下载 肯材料的柳田哲学的核心是这样一个概念。亚博网站下载这就是公众理解“techno-democracy”和“自己的”技术。Techno-democracy只能是通过教育和公众接触到这些技术。然而,这样的普遍接受的智能材料和结构可能更加困难比与发展有关的一些技术障碍。亚博网站下载 |