智能材料与结构

正飞行器结构的轻质、高可靠性、高维护性、高生存能力对航空科学技术提出了新要求,而智能材料结构所具有的自诊断、自修复、减振降噪等能力很好地适应了这些要求。目前对形状记忆材料、智能复合材料、智能蒙皮、自适应机翼等也已展开了广泛的研究与应用。     

复合材料层合板中埋入光纤后的弯曲性能

<正>具有健康监测功能的智能复合材料结构在航空航天、舰船武器等军事领域和机械结构、土木工程等民用领域得到了初步应用。其中光纤传感系统由于具有柔软、电绝缘、耐腐蚀、和复合材料具有良好的耦合性等许多独特的优点,常用于智能材料结构的应力、变形等物理量的检测中,成为构成智能复合材料结构中自诊断系统的首选功能元件。在光纤智能结构中,由于光纤传感器的埋入,导致了材料几何上的不连续,从而不可避免地会对埋入光纤附近     

铁电材料研究进展及其在飞行器上的应用

铁电材料是具有驱动和传感 2种功能的机敏材料,可以块材、膜材 (薄膜和厚膜 )和复合材料等多种形式应用,在微电子机械和智能材料与结构系统中具有广阔的潜在应用市场。近年来铁电陶瓷材料获得很大发展,例如弛豫型铁电陶瓷,反铁电 -铁电相变型铁电陶瓷都取得了实际应用。铁电材料中大应变弛豫型铁电单晶材料研制成功,是近 50年来取得的突破性进展。主要介绍了智能材料与结构相关的铁电材料特点及其在飞行器上的应用前景     

智能材料结构的概念和应用

智能材料结构的概念智能材料结构是将传感元件、驱动元件和控制系统结合或融合在基体材料中,这种结构不仅具有承受载荷的能力,还具有识别、分析、判断、行动等功能,具体的说,它具有通信(数据传输)、检测(应变、损伤、温度、压力及各种制导光源)、动作(改变结构外形、结构应力分布、改变电磁场及光学反射能力和化学选择能力,改变透气性和通风)等功能。结构本身还具有自诊断、自适应、自修复等能力。如果将基体材料看成为人体骨骼组成的系统,那未智能材料结构就相当于由神经、肌肉、大脑与骨骼组成的系统。因此可以将智能材料结构定义为:将具有生命功     

智能材料与结构的研究进展

智能材料与结构是近年来发展最快的领域之一，由于其具有十分重要的用途和极为广阔的应用前景而备受关注。结合情报信息研究总结了近几年国内外智能材料与结构的应用现状及进展。着重从智能材料、结构的发展趋势、结构特点、应用研究情况作了概述。总结了智能材料与结构的研究基础、热点及在工程中的应用情况，最后指出了该研究的应用展望及趋势。     

智能自修复型聚合物基复合材料

自修复聚合物基复合材料作为一种新颖的智能结构功能材料,通过实现微裂纹的自愈合,为预防潜在的危害提供了一种新方法,在一些重要工程和尖端技术领域孕育着巨大的发展前景和应用价值。通过研究自修复体系的结构与修复性能的关系,修复剂的修复机理,以及修复过程的动力学,从而研制出在使用环境下可长期储存,对裂纹能进行快速高效自修复的材料,无论在理论上还是实践上都具有重要意义。     

智能材料设计技术及应用研究进展

综述了智能材料的智能传感技术、智能驱动技术、智能控制技术3种关键设计技术,形状记忆材料、压电材料、智能高分子3种基础智能材料以及在船舶、电子、航空航天、土木工程等领域的应用进展,并对其未来技术发展进行了展望。     

智能材料和结构在变体飞行器上的应用现状与前景展望简

 变体飞行器可以根据不同的飞行条件改变自身形状以获得最优的气动性能,大大提高飞行器的综合性能,是未来飞行器发展的重要方向之一。新型智能材料和结构具有驱动、变形、承载、传感等特点,为变体飞行器的设计提供了新的技术途径。本文根据不同可变形机翼结构分类,详细阐述了智能材料和结构在自适应结构、智能驱动器和变形蒙皮等方面的研究现状。变体飞行器的实现亟需解决变形/承载一体化蒙皮技术、轻质大输出力驱动器技术和自适应结构技术等关键技术,本文还对智能材料和结构未来在变体飞行器上的应用前景进行了展望。     

智能结构技术—21世纪武器装备的新技术

智能结构是将传感器、微处理控制系统和致动器结合或融合在基体材料中，使结构不仅具有承载功能，还能感知和处理内外部环境信息，并通过改变结构的物理性质使结构形变，对环境作出响应，实现自诊断、自适应、自修复等多种功能。     

智能材料结构及其在航空航天器中的应用

智能材料结构是八十年代兴起的一种构件设计的新型技术。本文介绍了智能材料结构的基本概念及其在航空航天领域中的应用，分析了智能结构与传统构件设计方法的区别，提出了今后的研究方向。     

智能结构的发展和应用

综述了国外智能结构的发展和应用,简要介绍了几种用于智能结构的致动器,预测了国外这一技术未来在航空航天领域中的应用,以及这一技术的发展趋势。     

面向增材制造的拓扑优化技术发展现状与未来

增材制造技术通过材料逐层打印制备结构,为复杂构件制造提供了新的成形方式。拓扑优化因不依赖于初始构型的选择,可设计出传统理念难以获得的创新构型,已成为航空航天和高端装备领域高性能、轻量化结构设计的重要手段。拓扑优化与增材制造有机融合,充分发挥各自优势和潜力,在现代制造业中展现出广阔应用前景。回顾了近年来关于增材制造与拓扑优化技术融合研究的主要内容和应用成果,包括以材料结构一体化为核心的多尺度/多层级结构优化设计、以设计制造一体化为核心的考虑增材制造工艺约束的优化方法等。同时,也分析了未来研究工作中存在的问题与挑战,如点阵结构性能表征及其尺度关联效应、增材制造材料成形各向异性、功能梯度材料与结构、增材制造材料与结构疲劳特性等对设计方法和成形工艺带来的挑战,为未来相关研究工作和航空航天应用提供参考。     

激光选区熔化技术在航空航天领域的发展现状及典型应用

增材制造技术(AM)是一种基于离散-堆积原理,以计算机模型数据来加工组件的新型制造技术。激光选区熔化(SLM)作为增材制造领域的一项重要技术,以其一体化制造特点和在复杂结构零部件制造领域的显著优势,成为航空航天制造领域的重点发展技术和前沿方向。本文综述了SLM技术的材料体系和应用领域,主要对SLM技术的最新工艺研究和航空航天领域的典型应用进行细致分析。重点阐述SLM铁基合金、镍基合金、钛合金和铝合金等材料体系的研究进展及成果。SLM技术在各领域广泛应用的同时,也存在成形材料内部缺陷多、高性能材料的裂纹及变形、标准体系的欠缺和粉末材料兼容性低等诸多问题和不足之处,使其发展受到一定制约,需要在这些方面做更深入的工作。     

复合材料内传感光纤的埋置技术

对传感光纤在复合材料内的埋置技术进行了详细的实验研究,包括复合材料内光纤埋置工艺与布局原则,光纤内埋置部分在热压时的保护,光纤的引出及引出接头的保护,埋入光纤对材料性能的影响,复合材料内应变与损作的检测灵敏度与光纤阵列矶局的关系等,并成功地将传感光纤埋置入教－１１飞机的碳纤维／环氧复合材料垂直尾翼试件内。     

铝锂合金超塑成形/扩散连接技术研究进展

轻量化材料与结构是现代航空航天工业的发展方向。铝锂合金密度小,比强度、比弹性模量高,是理想的航空航天材料。采用超塑成形/扩散连接工艺成形的空心夹层结构零件具有整体性好、设计自由度大、成形精度高、无残余应力等优点,而且能够大幅减重、降低成本,广泛应用于航空航天领域。针对航空航天领域对新一代复杂多层结构件整体化和轻量化的迫切需求,回顾了国内外铝锂合金的发展历程,介绍了国内外铝锂合金超塑成形、扩散连接以及超塑成形/扩散连接组合技术的发展现状及其在航空航天领域的应用,指出铝锂合金表面致密稳定氧化膜是阻碍其扩散连接接头质量提升的瓶颈问题,讨论去除铝锂合金表面的氧化层以及防止新的氧化层再生的相关工艺与机理,最后展望了铝锂合金超塑成形/扩散连接技术在航空航天领域的应用前景以及未来研究方向。     

基于盒维数的灵巧噪声干扰识别方法

灵巧噪声干扰因兼有欺骗干扰和噪声干扰的特点,已成为1种干扰新体制雷达的有效样式,干扰识别也成为电子战领域研究的热点课题.针对卷积调制、数字多时延和间歇采样转发3种灵巧噪声干扰识别问题,通过分析干扰信号的产生机理和频谱特性,提出了1种基于盒维数特征的干扰识别方法.采用支持向量机进行分类识别,仿真验证了该方法具有较高的识别...     

An Overview of Performance Characteristics, Experiences and Trends of Aerospace Engine Bearings Technologies

In this paper, the operating conditions, technical requirements, performance characteristics, design ideas, application experiences and development trends of aerospace engine bearings, including material technology, integration design and reliability, are reviewed. The development history of aerospace engine bearing is recalled briefly at first. Then today＇s material technologies and the high bearing performances of the bearings obtained through the new materials are introduced, which play important roils in the aeroengine bearing developments. The integration design ideas and practices are explained to indicate its significant advantages and importance to the aerospace engine bearings. And the reliability of the shaft-bearing system is pointed out and treated as the key requirement with goals for both engine and bearing. Finally, as it is believed that the correct design comes from practice, the pre-qualification rig testing conducted by FAG Aerospace GmbH ＆ Co. KG is briefly illustrated as an example. All these lead to the development trends of aerospace engine bearings from different aspects.     

Integrated optimization design of smart morphing wing for accurate shape control

Smart morphing wing, which is equipped with smart materials and able to change structural geometry adaptively, can further improve aerodynamic efficiency of aircraft. This paper presents a new integrated layout and topology optimization design for morphing wing driven by shape memory alloys (SMAs). By simultaneously optimizing the layout of smart actuators and topology of wing substrate, the ultimately determined configuration can achieve smooth, continuous and accurate geometric shape changes. In addition, aerodynamic analysis is carried out to compare smart morphing wing with traditional hinged airfoil. Finally, the optimized smart wing structure is constructed and tested to demonstrate and verify the morphing functionality. Application setbacks are also pointed out for further investigation.     

轻质材料与结构的一体化设计

针对多孔材料微结构构型的可设计性,基于材料多尺度均匀化计算理论,提出以宏观结构最大刚度为目标,材料微结构构型为变量的材料与结构一体化设计新方法,实现了材料宏观布局设计与材料微结构精细设计的统一。采用凸规划对偶优化求解技术与二次型周长约束格式相结合的途径,实现了快速求解与材料分布棋盘格效应的控制。数值计算结果表明,在材料用量一定的情况下,本方法能有效地实现蜂窝结构及夹层结构的拓扑优化设计,为满足极端环境下航空航天结构的设计需求提供了新的设计思想。     

航天材料工程学内涵及其体系构建

为应对空间特殊服役环境,航天材料研制、保证和使用单位已在材料设计、材料加工、材料评价和材料使用方面开展了大量工作。在此基础上,本文首先对我国航天材料的选型要求进行了分析,接着对航天材料、航天材料飞行试验、空间材料科学、航天材料空间环境适应性等概念进行了辨析,并提出了航天材料工程学的概念,进而对航天材料工程的各个组成部分的关联性进行了阐述。最后,为满足未来空间技术发展需求,在总结和借鉴国内外航天材料工程发展经验的基础上,从规划、研发、试(实)验、评价、选用、数据服务等角度,设计构建了具有航天领域特色的航天材料工程体系。