智能结构应用给飞行力学带来的挑战

探讨了智能结构在航空航天中的应用可能性和应用领域，包括智能结构的发展概况。概述了智能结构技术的发展和应用给飞行力学学科带来的新课题和新挑战，如具有智能结构的飞行器的动力学建模问题，参数辩识问题，稳定性与操纵性分析及飞行试验问题，智能结构机械特性，电磁特性等相互耦合及其飞行器性能的影响等问题，智能结构设计技术将是下一世纪飞行器设计中最重要的技术这一。     

国外先进无损检测技术的发展及应用

介绍了国外先进的无损检测技术的发展和应用现状,概述了定量无损检测技术（ＱＮＤＥ）在生产阶段、使用阶段和使用寿命评估中的作用。并介绍了应用ＮＤＥ技术的材料的智能处理技术和人工智能技术。     

面向飞行器结构健康监测智能蒙皮的柔性传感器网络综述

飞行器智能蒙皮技术是一项改变未来先进飞行器设计的革命性新技术,结构健康监测是其功能的重要体现之一。为了实现飞行器结构健康监测智能蒙皮,需要在飞行器结构中一体化集成大规模的柔性传感器网络,针对飞行器智能蒙皮应用的实际需求和限制,结合不同的结构健康监测方法,综述了相应的柔性传感器网络的设计、制造工艺和功能实现。最后总结和展望未来飞行器智能蒙皮技术发展面临的关键挑战。     

工业4.0形势下的结构要素标准研究

主要介绍了结构要素定义及应用场景,结构要素的分类、参数和数据构成,阐述了根据国外结构要素参数优化方法的应用和国内相关标准及产品应用情况,在工业4.0新形势下航空产品结构要素的标准研究与制定应结合互联网的大数据优势,制定依托大数据支撑的结构要素标准群.为智能设计和制造提供基础性数据,推动航空制造业转型升级.     

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。     

国外航空领域机器人技术发展现状与趋势分析

近年来,以工业机器人为代表的智能制造装备的发展受到国外航空制造业的高度关注。分析了航空制造领域扩大机器人应用的必要性,并阐述了波音、空客等国外领先航空制造商扩大机器人应用的主要发展模式,重点从喷涂、焊接、装配、复合材料构件成型与机械加工等方面分析了航空制造领域机器人最新应用现状以及重点应用方向,在此基础上分析了机器人技术发展趋势。全面了解掌握国外领先航空制造商推广应用工业机器人的主要发展策略、当前应用现状及未来发展方向,对于推动我国航空领域机器人技术发展起到重要借鉴作用。     

先进飞机的综合维护诊断技术

综合维护诊断技术的研究对提高飞机的可靠性、安全性和运营效率具有重要的意义,本文概括地对飞机故障诊断技术的应用和发展作了介绍,结合先进大型民航客机,对综合智能维护诊断技术的研究现状和内容进行了分析。最后提出了一种飞机综合智能维护诊断系统的基本结构体系以及未来的发展趋势。     

基于Agent的制造系统建模与仿真研究

在生产组织方式从静态集中的层次结构向动态分布式网络结构转变的趋势下,制造系统呈现出动态、复杂、自治等新特点。Agent技术作为解决复杂、动态、分布式人工智能应用问题的新方法,被广泛应用于智能制造和数字化车间中。智能制造和数字化车间的目标是实现物理空间和信息空间的交互与融合。围绕这一目标和制造系统的新特点,在对虚实结合的制造系统简要阐述的基础上,综述了Agent技术在制造系统建模、仿真和监控3个方面的应用及研究现状,并对Agent技术在制造系统建模仿真中的发展趋势进行了展望。     

一种新型的飞机材料—ARALL层板

本文概述了新型飞机结构材料－ＡＲＡＬＬ层板的发展状况，层板结构，特性及国外在飞机上的应用，分析了该混杂复合材料存在的问题及技术难点，总结了影响其性能的有关因素以及这方面研究状况，提出该类层板应用在我国飞机工业上已具有必要的基础。     

一种新型的飞机材料──ARALL层极

本文概述了新型飞机结构材料──ＡＲＡＬＬ层板的发展状况，层板结构、特性及国外在飞机上的应用；分析了该混杂复合材料存在的问题及技术难点，总结了影响其性能的有关因素以及这方面的研究状况，提出该类层板应用在我国飞机工业上已具有必要的基础。     

Active vibration control of piezoelectric bonded smart structures using PID algorithm

Thin-walled structures are sensitive to vibrate under even very small disturbances. In order to design a suitable controller for vibration suppression of thin-walled smart structures, an electro-mechanically coupled finite element(FE) model of smart structures is developed based on first-order shear deformation(FOSD) hypothesis. Considering the vibrations generated by various disturbances, which include free and forced vibrations, a PID control is implemented to damp both the free and forced vibrations. Additionally, an LQR optimal control is applied for comparison.The implemented control strategies are validated by a piezoelectric layered smart plate under various excitations.     

Multi-layered plate finite element models with node-dependent kinematics for smart structures with piezoelectric components

This article presents a type of plate Finite Element (FE) models with adaptive mathematical refinement capabilities for modeling laminated smart structures with piezoelectric layers or distributed patches. The p-version shape functions are used in combination with the higher-order Layer-Wise (LW) kinematics adopting hierarchical Legendre polynomials. Node-Dependent Kinematics (NDK) is employed to implement local LW models in the regions with piezoelectric components and simulate the global substrate structure with the Equivalent Single-Layer (ESL) approach. Through the proposed NDK FE models, the electro-mechanical behavior of smart structures can be predicted with high fidelity and numerical efficiency, and various patch configurations can be conveniently modeled through one set of mesh grids. Moreover, the effectiveness and efficiency of the NDK FE approach are assessed through numerical examples and its application is demonstrated.     

航空航天智能材料与智能结构研究进展

智能材料作为新兴多功能材料,能够实现结构功能化、功能多样化。智能结构是在结构中集成智能材料作为传感器和驱动器,使结构除了具有承载、传力、连接等功能外,还具有自感知、自诊断、自驱动、自修复等能力,以更好地适应外界环境的变化,可显著提升航空航天架构的性能。目前智能材料与智能结构已成为航空航天架构减重增效研究的重点。根据国内外智能材料和结构的研究进展,综述了压电材料、铁磁材料、形状记忆材料、智能复合材料等智能材料的发展;讨论了智能结构的研究及应用前景,包括自诊断智能结构、自修复智能结构和减振降噪智能结构;最后,指出了智能材料与结构当前面临的一些挑战性问题,展望了其在航空航天领域的应用前景。     

Review of state of the art in smart rotor control research for wind turbines

This article presents a review of the state of the art and present status of active aeroelastic rotor control research for wind turbines. Using advanced control concepts to reduce loads on the rotor can offer great reduction to the total cost of wind turbines. With the increasing size of wind turbine blades, the need for more sophisticated load control techniques has induced the interest for locally distributed aerodynamic control systems with build-in intelligence on the blades. Such concepts are often named in popular terms ‘smart structures’ or ‘smart rotor control’. The review covers the full span of the subject, starting from the need for more advanced control systems emerging from the operating conditions of modern wind turbines and current load reduction control capabilities. An overview of available knowledge and up-to date progress in application of active aerodynamic control is provided, starting from concepts, methods and achieved results in aerospace and helicopter research. Moreover, a thorough analysis on different concepts for smart rotor control applications for wind turbines is performed, evaluating available options for aerodynamic control surfaces, actuators (including smart materials), sensors and control techniques. Next, feasibility studies for wind turbine applications, preliminary performance evaluation and novel computational and experimental research approaches are reviewed. The potential of load reduction using smart rotor control concepts is shown and key issues are discussed. Finally, existing knowledge and future requirements on modeling issues of smart wind turbine rotors are discussed. This study provides an overview of smart rotor control for wind turbines, discusses feasibility of future implementation, quantifies key parameters and shows the challenges associated with such an approach.     

Aerodynamics of smart flap under ground effect

Aerodynamic characteristics of two-dimensional smart flap under the ground effect have been assessed by a numerical simulation. In this process, a pressure-based implicit procedure to solve Navier–Stokes equations on a nonorthogonal mesh with collocated finite volume formulation is used. The boundedness criteria for this procedure are determined from the Normalized Variable Diagram (NVD) scheme. The procedure incorporates the k–ε eddy–viscosity turbulence model. Cantilever beam with uniformly varying load with roller support at the free end is considered for the configuration of the smart flap. The method is first validated against experimental data. Then, the algorithm is applied for turbulent aerodynamic flows around airfoil with smart and conventional flaps for different attack angle, flap angle and ground clearance where the results of two flaps are compared. The comparisons show that the quality of the solution is considerable.     

光纤智能复合材料的应用展望

介绍了光纤智能复合材料的国内外研究现状、制造方法及应用,并对其在固体火箭发动机复合材料部件上的应用前景进行了展望。     

自愈合机敏复合材料综述

综述了中空纤维释放黏结剂的裂纹愈合及近期开发的机敏裂纹自愈合复合材料的研究进展。对后者微胶囊促使的机敏裂纹自愈合进行了详尽的阐述。其中包括愈合剂和催化剂的结构、微胶囊的形成和外表连接催化剂、愈合剂系统原位聚合反应、纯环氧树脂基体和复合材料中的裂纹自愈合、愈合效率及愈合复合材料微观表征等方面。一个典型的双相自愈合系统是包含于微胶囊中的二聚环戊二烯（DCPD），通过埋于环氧基体中的钌络合物催化剂进行开环转位聚合反应（ROMP），形成新的聚合物来愈合裂纹。在纯环氧树脂基体中，上述自愈合系统在室温下的愈合效率可高达90％，而在碳纤维复合材料中室温下的愈合效率大致是45％，在80℃可提高到80％。降冰片烯（Norbomene）及其衍生物具有同以上系统相似的自愈合功能。三聚呋喃和四聚马来酰亚胺可在无催化剂作用下，进行热可逆的、无终止的交联聚合反应，自动愈合裂纹。同时，对以上三种自愈合剂系统及复合材料的特点进行了比较。     

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。     

导电高分子电致变色智能热控器件

采用简单的旋涂、喷涂等方法,制备了一种由可溶性聚苯胺为主体电致变色智能热控器件.该器件的基底为聚酯,固体电解质为锂盐/聚丙烯腈.通过电切换调控,该器件发射率能够在0.46-0.75内调控,且红外光谱反射率变化大于38%.研究了厚度、预掺杂酸种类、浓度等对聚苯胺活性层发射特性的影响;考察了导电高分子聚苯胺层厚度、电切换电压等因素对涂层体系发射率调控的影响.结果表明发射率的调控范围与电化学还原的深度密切相关,通过调节材料厚度、掺杂酸种类等可有效提高发射率调控范围.该导电高分子电致变色智能热控涂层在航天器热控制方面展示了良好的应用前景.     

智能材料和结构在变体飞行器上的应用现状与前景展望

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。