土木工程材料论文.docx

《土木工程材料论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程材料论文.docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、土木工程材料论文土木工程材料论文土木工程是一项综合性很高的课程,其中,土木工程材料的教学有着很强的实践性。下文是学习啦我为大家搜集整理的关于土木工程材料论文的内容，欢迎大家浏览参考!土木工程材料论文篇1浅论土木工程中关于智能材料的应用【摘要】随着人们对土木工程质量和使用功能的要求不断提高，包括光纤、压磁、压电、记忆合金等各种智能材料在土木工程领域得到了广泛的应用。文章介绍了智能材料的概念、特点及其在土木工程中的应用情况，并瞻望了其在将来的应用趋势。【关键词】智能材料;土木工程;特点;发展趋势引言目前，随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展，智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最

2、基本的智能材料一般被称为感悟材料，其能够感悟内外部刺激的材料。通过感悟内外部条件变化，并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。如今的智能材料，一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料构造的诊断、修复、调整。一、智能材料类型及特点智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出，并于80年代末得到史无前例发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展，使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类，一类为可感悟外界或内部刺激强度作用的材料，称为感悟材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料，也称为智能驱动材料。智能材料构造具

3、有控制、传感与驱动三个要素，可利用本身感悟处理信息，发出指令并执行动作，进而实现构造自己监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下，单一功能材料难以具有上述多种功能，这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。二、土木工程中智能材料的应用1.形状记忆合金的应用形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料，作为新型功能性材料，最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应经过中，材料能够产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变，同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种构造中，实现构造的自己诊断、增韧、加强与适应控制的应用研究，而且还能够将材料

4、研制为智能型驱动器，在构造变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点，在加卸载经过中其应力-应变曲线构成环状，表明材料在此经过中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力，结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统，该系统可实现相变伪弹性性能，可在土木工程构造中用于耗能抗震的被动控制。通常在构造层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统，用于实现耗能系统对构造的层间变形的感悟，进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示，耗能器安装形状记忆合金构造后，耗能器可吸收约为三分之二的地震能量，并显著抑制构造的位移。

5、2.压电材料的应用压电材料一般是指在收到压力后，材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于构造的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对构造的震动进行感悟，利用传感器输出结果，进而实现对于震动的感悟和预警。在此基础上，采取适宜的控制算法对压电体的输入进行控制和定量，进而实现对于构造震动的控制，这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深化和技术的进步，压电类的智能构造土木工程中的应该越来越广泛。3.光导纤维的应用光导纤维由外包层与内芯构成，是一种纤维状光通信介质材料，该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统，由于作为信

6、息载体的光子在速度与容量上高于电子，因而得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率，潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用，将光纤作为传感元件埋入传统混凝土构造中针对构造方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能，而且将形状记忆合金等驱动元件埋入，有机结合信息处理系统与控制元件，使混凝土构造具有智能功能，进而实现混凝土构造自己诊断与修复。在土木工程构造诊断及主动控制地震响应中，光纤材料一直作为设计传感器的一种比拟理想的材料，我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。4.压磁材料的应用压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变

7、材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理，当磁场的强度高于临界强度时，磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质，控制流体特性施行时需要较低的能量，因而在智能构造中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点，磁流变材料可用于高层建筑的构造中，实现对地震的半主动控制。由于潜在应用前景的广阔，使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应，这种材料能够在电磁和机械之间进行可逆转换，这种特性使其能够用于大功率超声器件、声纳系统、精细定位控制等很多领域。三、智能材料的发展趋势在土木工程领域，智能材料的发展趋势集中体如今下面

8、三方面。一是实时监控检测构造状态，在土木构造中集成传感与驱动元件，利用其网络实时监控构造状态，以保证土木工程构造与基础设施的安全，有效降低维修成本。二是形状自适应材料与构造，该构造不仅可承载传递运动，还能检测并改变构造特性，具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的构造，在土木工程设计中构造动力响应一直是比拟重要的一个问题，尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程构造的抗震抗风问题，研发应用智能材料能够为其提供重要的途径，实现构造的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的缺乏之处，但随着有关研究的不断深化，智能材料的性能将得到明显改善。在诸多领域中，智能材料都将发挥其潜力，体现出

9、广阔的应用前景，开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。四、结语综上所述，随着智能材料的广泛应用，同时元件逐步向小型化、多功能化及高功率化方向发展，在建筑构造中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件，建筑构造将发展成为主动式智能建筑构造，对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾祸影响具有重要作用，为人们工作生活提供更为舒适安全的环境，对于提高土木工程构造建设质量具有特别重要的意义。参考文献：1张亚东.智能材料在土木工程中的应用研究J.科技资讯，2020(30)：49.2黄浦时.关于智能材料在土木工程建设中的研究J.数字化用户，2021(11)：27.3汪洋.智能建筑材料在绿色生态节能建筑中的应用J.国外建材科技，2020，29(2)：123-126.4郑智能，张永兴，董强.智能材料及其在土木工程中的应用J.重庆交通学院学报，2005，24(6)：91-94.下页带来更多的土木工程材料论文共2页:上一页12下一页