Новые интеллектуальные материалы и конструкции, Свойства и применение, Уорден К., 2006

Новые интеллектуальные материалы и конструкции, Свойства и применение, Уорден К., 2006.

   Основное свойство "интеллектуальных" материалов и изделий состоит в способности реагировать на изменение внешних условий и условий эксплуатации. Они могут также ремонтировать себя или изменять свои функциональные характеристики.
В книге описаны системы волоконно-оптических датчиков, которые могут измерять деформацию, температуру и механическое напряжение. Обсуждаются способы реагирования интеллектуальных конструкций на возникающие резонансные колебания. Описаны сплавы, обладающие эффектом памяти формы, а также пьезокерамики, широко используемые в качестве датчиков в рассматриваемых структурах. Даны примеры применения магнитострикционных материалов в качестве активных приводов, реагирующих на изменение внешних условий. Описаны жидкостные интеллектуальные системы, способные изменять свое движение под действием электрического сигнала и вызывать появление реальных сил и смещений. Рассмотрены биоимплантанты и живые организмы, изучение которых облегчает разработку принципов работы новых интеллектуальных структур.




Традиционные датчики.
К этой группе относятся термопары, экстензометры, инклинометры, тензометрические датчики, датчики, основанные на колебаниях струны, и некоторые другие системы (рис. 2.5). Наиболее успешно они использовались для определения механических нагрузок и смещений. Химические датчики, которые можно использовать в течение длительного времени, так и не были разработаны. Большинство таких датчиков имеют большой размер, что ухудшает эстетику и функциональные характеристики контролируемой структуры. Из-за своих размеров традиционные датчики используются практически лишь в лабораторных исследованиях и в гражданском строительстве. Только там есть достаточное пространство, позволяющее использовать большие датчики, электрокабели, источники питания, вычислительные машины и иные устройства, необходимые для интеллектуальной системы.

Превосходным примером строения, оборудованного традиционными датчиками, является Кингстонский мост в Глазго (рис. 2.6). Более тысячи датчиков, измеряющих деформации, смещения, температуру и углы наклона, распределены по всей длине моста. Цель этой системы состояла в контроле за состоянием моста при его ремонте, обусловленном необходимостью исправления серьезного смещения одной из опор. Кульминацией операции ремонта стало снятие с неисправной опоры пролета моста весом 50 тысяч тонн. Ремонт был проведен успешно, и с тех пор система датчиков постоянно контролирует состояние моста.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Глава 1. Понятие интеллектуальных технологий.
1.1. Интеллектуальные структуры.
1.2. Использование интеллектуальных устройств.
1.2.1. Междисциплинарные науки.
Глава 2. Системы датчиков.
2.1. Введение.
2.2. Требования к системам датчиков в интеллектуальных структурах.
2.3. Датчики.
2.3.1. Требования и возможности.
2.3.2. Традиционные датчики.
2.3.3. Оптоволоконные датчики.
2.3.4. Микроэлектромеханические системы.
2.3.5. Пьезокерамики и пьезоэлектрические полимеры.
2.3.6. Поверхностные пленки и нити.
2.4. Заключение.
Глава 3. Контроль колебаний.
3.1. Введение.
3.1.1. Динамическое поведение структуры.
3.1.2. Гармонический анализ колебаний.
3.2. Датчики и электромеханические преобразователи.
3.3. Активный контроль структур.
3.3.1. Контроль отдельных гармоник колебаний.
3.3.2. Демпфирование.
3.3.3. Обратная связь по координате.
3.3.4. Другие регуляторы.
3.4. Примеры контроля колебаний.
3.4.1. Консольная балка.
3.4.2. Поворачиваемая балка.
3.4.3. Поворачиваемая рама.
3.4.4. Антенна.
3.4.5. Пластина.
3.5. Заключение.
Литература.
Глава 4. Обработка данных.
4.1. Введение.
4.2. Датчики.
4.3. Анализ информации множества датчиков.
4.4. Модель СЗЛ.
4.5. Модель Бойда.
4.6. Модель водопада.
4.7. Общая модель.
4.8. Анализ данных в интеллектуальных структурах.
4.9. Детекция расслоений при помощи акустических волн.
4.9.1. Лэмбовские волны.
4.9.2. Детекция аномалии.
4.9.3. Результаты.
4.10. Оптимизация расположения датчиков и их контроль.
4.10.1. Оптимальное расположение датчиков.
4.10.2. Определение отказов.
4.11. Заключение.
Приложение А. Многослойная нейронная сеть.
Литература.
Глава 5. Сплавы с эффектом памяти.
5.1. Введение.
5.2. Структурная природа эффекта памяти.
5.3. Односторонняя память формы.
5.4. Эффект двусторонней памяти.
5.5. Эффект суперупругости.
5.6. История исследования сплавов с памятью формы.
5.7. Почему бы не использовать биметаллические пластины?.
5.8. Сплавы с памятью формы.
5.9. Никель-титановые сплавы.
5.9.1. Введение.
5.9.2. Механические характеристики.
5.9.3. Коррозионная стойкость.
5.9.4. Тройные сплавы.
5.9.5. Механические и физические свойства.
5.10. Использование сплава NiTi.
5.11. Сплавы с эффектом памяти формы как «интеллектуальные» силовые преобразователи.
5.11.1. Политические факторы.
5.11.2. Экономические факторы.
5.11.3. Социальные факторы.
5.11.4. Технологические факторы.
5.12. Применение сплавов с памятью формы в интеллектуальных конструкциях.
5.12.1. Являются ли сплавы с памятью формы интеллектуальными материалами?.
5.12.2. Сплавы с памятью формы в интеллектуальных структурах.
5.12.2.1. Пассивные композиционные структуры.
5.12.2.2. Контроль формы структуры.
5.12.2.3. Контроль вибрации.
5.12.2.4. Контроль потери устойчивости.
5.12.2.5. Акустический шум.
5.12.2.6. Контроль степени поврежденности.
5.13. Заключение.
Литература.
Глава 6. Пьезоэлектрики.
6.1. Понятие пьезоэффекта.
6.1.1. Кристаллография и пьезоэффект.
6.1.2. Влияние поверхностного заряда на механическое поведение.
6.1.3. Некоторые пьезоэлектрики.
6.2. Использование прямого пьезоэлектрического эффекта.
6.3. Акустические преобразователи.
6.4. Пьезоэлектрические преобразователи.
6.4.1. Двуслойные пьезопреобразователи в виде изгибающейся балки.
6.4.2. Однослойные преобразователи.
6.4.2.1. Преобразователи Moonie и Cymbal.
6.4.3. Последовательное соединение и многослойные преобразователи.
6.4.3.1. Многослойные преобразователи.
6.4.3.2. Динамические характеристики многослойных структур.
6.5. Увеличение смешения.
6.5.1. Механическое усиление.
6.5.2. Суммирование множества малых смешений.
6.5.3. Метод ударного воздействия.
6.6. Другие применения.
Литература.
Глава 7. Магнитострикция.
7.1. Введение.
7.1.1. Природа магнитострикции.
7.2. Редкоземельные интерметаллические материалы.
7.3. Приведение в действие.
7.3.1. Универсальные преобразователи.
7.3.2. Магнитострикционные двигатели.
7.3.3. Акустические и ультразвуковые излучатели.
7.3.4. Контроль колебаний и абсорберы.
7.4. Заключение.
Литература.
Глава 8. Гидравлические интеллектуальные устройства.
8.1. Введение.
8.2. Основные понятия и принципы.
8.3. Немного философии.
8.4. Управляемый жидкостный клапан.
8.5. Электроструктурируемые жидкости.
8.6. Прогнозы эксплуатационных характеристик.
8.7. Применение.
Рекомендуемая литература.
Литература.
Глава 9. Интеллектуальные медицинские материалы.
9.1. Введение.
9.2. Первое поколение биоматериалов. «Глухие» биоматериалы.
9.3. Второе поколение биоматериалов. Улучшенные биоматериалы.
9.3.1. Фосфаткальциевая керамика.
9.3.2. Биоактивные стекла.
9.4. Биоматериалы третьего поколения. Интеллектуальные покрытия.
9.4.1. Поверхность раздела материала и живой ткани.
9.4.2. Модификация поверхности.
9.4.3. Биологическая модификация поверхности.
9.4.3.1. Антибактериальная модификация.
9.4.3.2. Модификация, обеспечивающая связь с костью.
9.4.3.3. Модификация, обеспечивающая совместимость с кровью.
9.5. Следующее поколение биоматериалов. Истинно интеллектуальные биоматериалы.
9.6. Заключение.
Литература.
Глава 10. Интеллектуальные структуры в природе.
10.1. Введение.
10.2. Биоподражающие интеллектуальные устройства.
10.2.1. Механизмы рецепции.
10.2.1.1. Механические рецепторы членистоногих.
10.2.1.2. Органы чувств позвоночных.
10.2.2. Суммирование и кодирование сигналов.
10.2.3. Реакция.
10.2.3.1. Кожа.
10.2.3.2. Складчатые структуры.
10.2.4. Использование.
10.2.4.1. Жидкие кристаллы.
10.3. Заключение.
Литература.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Новые интеллектуальные материалы и конструкции, Свойства и применение, Уорден К., 2006 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - djvu - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по машиностроению :: машиностроение :: электротехника :: Уорден