土木工程专业论文范文土木工程中智能材料的应用

题目：土木工程中智能材料的应用

摘  要
本文通过土木工程中智能材料的应用，讲述在土木工程中，智能材料占据的分量越来越重，它在材料科学、自控技术和计算机科学等领域都有所涉及，是在天然材料、人工设计材料和合成高分子材料被研究出来之后的第四种新型材料，它的出现可称得上是材料革命。在土木工程中，智能材料的应用具有重大的意义，它将影响甚至改变这个领域的发展方向。因此，研究智能材料的各项性能，改变传统的材料观念是我们急需做的事情，学习国外制造智能材料的技术，吸收相关经验，积极进行我国智能材料的研发，拓展智能材料的应用和领域，设立专业的研究机构对智能材料进行提升。
关键词：智能材料；材料科学；土木工程；新材料；仿生学；意义重大；
目  录
第一章 绪论        1
第二章  智能材料的概述        2
2.1智能材料的定义        2
2.2智能材料的特性        2
第三章  智能材料的分类和关键技术        3
3.1智能材料的定义        3
3.2基本要素        3
3.3智能材料系统的关键技术        4
第四章  智能材料在土木工程中的应用        3
4.1光导纤维在混凝土材料的监控        4
4.2压电材料        5
4.3压磁材料        5
4.4形状记忆合金        6
第五章 智能土木结构工程现状        7
第六章 智能材料的优点局限及有待深入研究的问题        8
6.1智能材料的优点局限性        9
6.2有待深入研究的问题        9
第七章 结论与展望        9
参考文献        10
致  谢        11
第一章         绪论
材料是人类一切生产和生活水平提高的物质基础，是人类进步的里程碑。随着科技大发展，特别是20世纪80年代以来，现代航天、航空、电子、机械等高技术领域取得了飞速的发展，人们对所使用的材料提出了越来越高的要求，传统的结构材料或功能材料已不能满足这些技术的要求，材料科学的发展由传统单一的仅仅具有承载能力的结构材料或功能材料，向多功能化、智能化的结构材料发展。20世纪80年代末，受到自然界生物具备的某些能力的启发，美国和日本科学家首先将智能概念引入材料和结构领域，提出了智能材料结构的新概念。智能材料结构又称机敏结构，泛指将传感元件、驱动元件以及有关的信号处理和控制电路集成在材料结构中，通过机、热、光、化、电、磁等激励和控制，不仅具有承受载荷的能力，而且具有识别、分析、处理及控制等多种功能，能进行自诊断、自适应、自学习、自修复的材料结构。智能材料结构是一门交叉前沿学科，所涉及的专业领域非常广泛，如：力学、材料科学、物理学、生物学、电子学、控制科学、计算机科学与技术等，目前各国都有一大批各学科的专家和学者正积极致力于发展这一学科。
    在我国，人们非常重视对智能材料与结构的研究。近几年我国通过不同的方法支持智能材料与结构的研究，目前许多项智能材料及其在土木工程中的应用研究正在我国进行着，智能材料与结构在土木工程中的应用主要是将智能材料，比如碳纤维等，混入到混凝土中，使混凝土构件具有自我增强、自我诊断、自我愈合以及自我调节功能。
第二章  智能材料的概述
2.1智能材料的定义
智能材料（Intelligent material），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料，这一新材料高技术体系的构思源于仿生学，目标是获得类似人的各种功能的“活”的材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力[1]。
智能材料一般是指以最佳条件响应外界环境的变化，且按这种变化显示自己功能的材料。它可以感到外界环境 的变化，并针对这种变化做出瞬时主动响应，具有自诊断，自适应，自修复和寿命预报以及靠自身驱动完成特定功能的能力。智能材料和结构密切 相关，互为一体，因此确切的说法为智能材料系统和结构（简称智能材料），目前智能材料还没有统一的定义[1]。
如果将基体材料看作人的骨骼，则智能材料结构就相当于由神经、肌肉、大脑和骨骼组成的系统。因此，陶宝祺将智能结构定义为“将具有仿生命功能的材料融合于基体材料中，使制成的构件（结构）具有人们期望的智能功能，这种结构称之为智能材料结构”。
仿生命功能是人们期望的功能，如光纤埋入复合材料中就具有了解结构中的应变和温度的功能，埋入的形状记忆合金丝可以使结构动作、改变结构的形状和应变等。因此，融合与材料中的传感元件相当于人体的神经系统，具有感官功能；驱动元件相当于人体的肌肉；计算机系统相当于人的大脑，它将根据从传感元件得到的信息指挥驱动元件动作。
2.2智能材料的特性
随着科学技术的发展，目前我国土木工程中使用的智能材料有多种形式，不利用这些智能材料可以有效提升土木I程的建设质量。正是因为目前发展智能材料的种类众多,所以特点也是不能同日而语。可以根据智能材料的不同应用功能而分成不同的类型，如果具有感知功能的材料,就可以将那些可以感受内外部的刺激的不同强度的材料就叫做感知材料，主要是感知内外部的光、声、热、电等各种物理刺激,具有这方面的功能的智能材料主要有压电陶瓷和高分子材料、具有形状记忆的合金等，其中,光导纤维算得上是最为重要的感知材料。正是因为这些智能材料具有高科技智能感受功能，因此还被称作智能感知材料。还有一种材料能够对内外部出现的不同状态 r甚至根据环境的变化而做出相应反应的智能材料，通常把这样的材料叫做智能驱动材料,如果内外部的温度发生变化,这种材料可以自动改变自身的特点来适应变化后的温度，一般来说，这些材料可以改变的是机械特性,其中主要包括形状、硬度、震动频率等，利用智能驱动材料，可以很好地保证元件在驱动中的作用效果。在实际应用中,主要根据不同功能和应用部位，选择最合适的智能材料，只有这样，才能物尽其用。在使用智能材料时，-般是将多种智能材料复合起来使用。 通常，可以利用智能材料，保证整个材料体系的完整，这样不光可以保证智能功能完美的展现，还能很好地对相应的反应作出正确的指令， 并能够按要求完成规定的任务,实现材料结构体系的自我修复、自我检测等目的[2]。如果能够将不同功能的材料集合起来共同作用，就能保证完成各种智能化目标。
第三章 智能材料的分类和关键技术
3.1智能材料的分类
智能材料的类型及其特性压电、压磁、光纤、形状记忆合金等智能材料,在当代土木工程领域内已经得到了广泛应用。智能材料根据其功能特点可以划分为两大类：一类是对外界或内部的刺激强度，如应力、应变及物理、化学、光、热、电、磁、辐射等作用具有感知功能的材料，统称为感知材料这类材料主要有光导纤维、压电陶瓷、压电高分子材料、形状记忆合金及其他各种类型的传感材料，
也称之为智能感知材料，其中尤其以光导纤维最为重要[2]。
在土木工程中,智能材料根据具功能待点的不同可分为意知材料和智前認区动材料两大差,其中意知材料就是自身可意知外界环境成内部刺激的材料,而智区动料是指当外界环境因素或内部状态发生变化时可对这种变化做出响应或区动的材料。总体上来记,智能材料主要有七个功能,即1)知功能:可对外界或内部的刺激进行监和识别2)反功能:将监测到的内容传、反贵3)信息识别別和积累功能:对反簧的信息进行识别和记忆4)响应功能:对外界和内在变化进行及时、灵活的响应;(5)自诊新功能:对于信息进行诊断、分析6)自修复能力:按照设定的方式対故障进行修复;(7)自适应能力:在外部刺激消除后可自行恢复到原状态[3]。可见,智能材料可实现结构或构件的自我监控、诊断、检测、修复和适应等督种功能,实际工程中,要想实现这么多功能一殷需要多种智能材料的组合来达到目的。
另一类是能对外界条件或内部状态发生变化时做出响应或驱动的材料，也称之为智能驱动材料如形状记忆合金、压电材料、电致伸缩材料、磁致伸缩材料、电流变体、磁流变体和功能凝胶等。这些材料可根据温度、电场或磁场的变化而自动改变其形状、尺寸、刚度、振动频率、阻尼、内耗及其它一些机械特性，因而可根据不同需要选择其中的某些材料制作各种执行或驱动元件。
3.2基本要素   
智能材料结构系统具备传感、控制和驱动三个基本要素，能通过自身的感知进行信息处理，发出指令并执行和完成动作，从而实现结构的自检测、自诊断、自监控、自校正、自修复、和自适应等多种功能。通常，一种单一的功能材料要具备上述多种功能特性是很困难的，这就需要由多种材料组元复合或组装而构成一种新的智能材料【2】有关智能材料( Intelligent material)目前在世界范围内还没有一个统一的念,但通常来说,智能材料就是指本具具备感知外部和内部坏境的变化,对之进行分析、处理、判断,并来取一定的昔施进行适度啊应的智能待征的材料。在土木工程领域,智能材料是天然材料、合成高分子材料、人工设计材料后的四代材料。
3.3智能材料系统的关键技术
传感器、驱动器和控制器及其系统集成是智能材料系统的四大关键技术
（1）传感器应对结构状态敏感，易于集成，高度分布。结构状态包括变形状态、运动状态、受载状态、健康状况等。在很多情况下，传感器的抗磁干扰能力是极其重要的。
（2）驱动器应对结构的机械状态施加足够的影响，同样要求易于集成，高度分布。驱动器具有改变智能材料系统形状、刚度、位置、自然频率、阻尼、流体速度及其他机械特性的能力，能直接将控制器输出的电信号转变为结构的应变或位移[4]。
（3）控制器是智能材料系统的神经中枢。智能材料系统的控制器集成于系统之中，其控制对象就是系统本身。由于智能材料系统本身是分布式强耦合的非线性系统，且所处的环境具有不确定性与时变性，故要求控制器应能形成自己的控制规律，能快速完成优化过程，具有很强的鲁棒性、实时性和在线性。
（4）系统结构集成是智能材料机械结构又一关键技术问题。结构集成传感器、驱动器和控制器置于系统中后，又会产生许多新的数学力学问题，如结构埋入或粘贴传感器、驱动器和控制器后与系统基体材料之间的相互作用与耦合机理及其微观力学性质、运动、变形等响应与集成元件性能、涂层、位置、方向和界面之间的关系，结构劣化、损伤、疲劳、失稳、失效、寿命与粘贴技术的关系等。
第四章 智能材料在土木工程中的应用
4.1光导纤维在混凝土材料的监控
光导纤维材料，是一种由外包层和内芯构成的纤维状光通信介质材料，其最大优点是传输速度快、信号衰减低和并行处理能力较强，经常被用于高要求的通信传输中。光导纤维和光纤传感器在土木工程中，主要用于对混泥土固化的监控。混泥土结构最大的缺点是抗拉强度弱、内部钢筋容易被腐蚀等，在大面积浇筑过程中由于混泥土结构内部和外部温度差异而导致混泥土块体出现裂缝。这种情况下，将光纤作为传感元件埋入混泥土结构中，对结构的强度、温度、变形、裂缝、振动等可能引起混泥土结构损伤的危险因素进行检测、诊断、预报。更进一步，如果控制元件能接入信息处理系统，并引入形状记忆类金属等智能材料，形成完整的控制系统，将能实现混泥土材料的自适应功能———这正是目前智能材料结构系统在土木工程中应用的前沿课题。
早在20世纪80年代的时候美国就已经将光纤维材料应用于桥梁的振动监测，我国已将光纤材料用于三峡大坝的健康监测和安全评定系统中[5]。
光导纤维是一种由外包层和内芯构成的纤维状光通信介质材料,这种先进的信息传输材料最先被用于通信传输系统,而且其研究发展速度很快。原因是作为信息载体的光子要比电子的速度容量与空间容量优越得多。光子响应速度比电子高出三个数量级。光子的高并行处理能力和高信息率等特性,使其具有远高于电子信息容量与处理速度的潜力。光纤材料主要用于传感、监测和远距离信息传输。目前,在传统的混凝土结构中埋人光纤作为传感元件进行结构强度、裂缝损伤.变形、振动、钢筋锈蚀和施工质量等方面的自动诊断、监测、预报、控制和评价,同时再埋入驱动元件(如形状记忆合金等),并将控制元件和信息处理系统与之结合,形成具有智能功能的混凝土结构,从而实现混凝土结构的自检测、自诊断、自适应和自修复等,也是智能材料结构系统在土木工程中的研究与开发应用的热点和前沿。
国内外在这方面已经有许多成功的应用实例,光纤材料是土木工程结构健康诊断及其地震响应主动控制中传感器设计的理想材料。早在20世纪80年代的时候美国就已经将光纤维材料应用于桥梁的振动监测,我国也已经将光纤材料用于三峡大坝健康监测和安全评定系统中。
4.2压电材料
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结构的静变形控制、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结构的震动进行感知，利用传感器输出结果，从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上，采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量，从而实现对于结构震动的控制，这是目前压电类智能材料的研究前沿[5]。
为此，许多研究人员先后理由压电陶瓷（ZPT）作为加速度传感器和驱动体研究了任意复杂激励下压电层合结构的主动阻尼和被动阻尼以及主动振动控制等问题，还有的学者根据经典复合板理论，采用加速度反馈控制的方法讨论了利用压电传感元件实现复合材料层合梁的主动阻尼控制并进行了试验研究。特别是近年来压电材料和压电堆技术的迅速发展，为压电类智能结构的研究和应用开辟了许多新领域。目前压电材料 和压电堆技术广泛应用于土木工程结构的静变形控制能、噪声主动控制、健康检测、安全评定和自适应修复以及抗震抗风等多个领域，其中文献【3】把压电堆技术用于建筑结构的主动控制，并取得了很好的控制效果，造假也较低廉。此外，也有将压电材料与普通控制装置相结合的半智能型复合抗震控制及半智能型主动抗震控制等方面的研究[6]。
随着研究的深入和技术的进步，压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。
4.3压磁材料
压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变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，控制流体特性实施时需要较低的能量，变化动态范围大，易于大面积铺放、成本低，因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。目前，人们主要将磁流变液应用到减震器、离合器、柔性机械卡具、机器人手臂、液压阀门、直升机旋翼、油缸运动的控制桥路以及电源的高速开关等各个领域。目前已设计出来一些应用磁流变液的高性能参数可控的减震器、离合器、隔震器的新产品[7]。
目前，土木工程中磁流变材料主要用于高层建筑的结构中，实现对地震的半主动控制。例如文献【4】曾将MRF液半主动控制系统与理想的主动控制系统的效果进行比较，表明前者效果要好于后者，后来这些结论也被实验所证实。因为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，这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换，这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。
磁流变液(MRF)悬浮体系,在外加磁场的作用下,它们的粘性、塑性、弹性等流变性能会发生显著的可逆变化1이。且当外加场强超过临界值后,磁流变液会在几毫秒内从液态变为固态。在显微镜下可以观察到,在磁场的作用下,磁流变液的分散相颗粒结成了沿磁场方向的链状结构。由于磁流变液的特性可以在介于液体和固体的属性之间进行可控(由外加磁场直接控制流体的流变特性)、快速(响应时间只有几毫秒)和可逆的转变的独特性质,而且对流体的特性实施控制时所需的能量又较低,变化动态范大,易于大面积铺放、成本低,磁流变液成为智能结构中作动器件的主要材料。目前,人们主要将磁流变液应用到减振器、离合器、柔性机械卡具、机器人手臂、液压阀门、直升机旋翼、油缸运动的控制桥路以及电源的高速开关等各个领域。目前已设计出了一些应用磁流变液的高性能参数可控的减振器、离合器、隔振器等新产品。目前在土木工程领域主要应用于高层建筑、电视塔、大跨网架和大跨桥梁等土木结构地震的半主动控制。例如文献[9]曾将MRF液半主动控制系统与理想的主动控制系统的效果进行比较,表明前者效果要好于后者,后来这些结论也被实验所证实。另外,磁致伸缩智能材料也在土木工程的研究中得到了广泛的重视。
4.4形状记忆合金
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过程中，材料可以产生高于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结构中,实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究,而且还可以将材料研制为智能型驱动器,在结构变形、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，在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状,表明材料在此过程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，可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构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结构的层间变形的感知，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结构后，耗能器可吸收约为三分之二的地震能量,并显著抑制结构的位移。
基于这一特性，形状记忆合金在土木工程中最大的用处是用于各种结构中来实现结构的自我诊断、增加材料的韧性和强度等、增强材料的适应控制。形状记忆合金还可以被研制成智能驱动器，进行结构的裂伤、损伤、变形及震动的主动隔振【5】。形状记忆合金具有较高相变回复力，其值可达400MPa。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，可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。目前的土木工程实践中，通常在结构层间或底部等受地震作用较大的位置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结构的层间变形的感知，进而起到消耗地震能量的作用[8]。
有关实验表明，安装了形状记忆合金耗能器的结构,60%左右的地震能量都能被耗能器吸收，结构的位移可得到明显的抑制和减小。目前，国外已将形状记忆合金耗能器用于砌体结构和钢筋混凝土结构的被动抗震控制设计，同时也；有用于古建筑抗震加固的应用实例【6】,还有将形状记忆合金制成主动阻尼控制系统的研究【7,8】.
第五章 智能土木结构工程现状
   解决完整安全性、持久性和评估结构的力度的问题是智能土木结构的被渐渐重视和实用的原因。为了大大的降低维护和修理的费用和加强估计的能力,可以对建筑物进行土木结构的性能的监测和预测[9]。
    目前的水平不能很好的对土木结构工程继续进行很好的检测并控制,也不能很有效的对土木结构工程被损坏情况进行预测和正确的评价。这些方法存在的不足是利用把预测点从外面往内部的方法。从另外一个角度来看,它将会不可避免的渗入各种各样的数据信息,并且发生混乱,这样带来的后果就是使得监测失去了它原有的意义,同事也降低了效率,更严重的是会导致一个错误的结果。
    智能材料在土木结构工程里面安装新型传感器,并且构成一个规模庞大的网络,具备了同时检测结构的功能。它主要应用于大型水力发电工程、桥梁、现代高层建筑等土木工程,比如大水坝、船闸、和采油平台等大型的混凝土结构中已经尝试在结构中心安放新型传感器来构成智能型的土木结构工程。近几年我国智能大厦出现比较多[8]。
第六章 智能材料的优点局限及有待深入研究的问题
6.1智能材料的优点局限性
土木工程中应用的智能材料具有反馈信息、自我诊断、自我修复、自适应能能力，实践也表明，智能材料在实际土木工程中的应用使得工程结构具有高强度和耐久性等特点，同时能智能化地执行指令，能较好的适应外部环境的变化。但上述的光纤、形状记忆合金、压电和压磁等材料，本质上属于高智能复合材料，其最大的局限性在于使用成本很高，造价太贵。这一缺点，使得目前对于智能材料的应用智能局限于档次较高、标准较高的建筑工程，智能材料在普通民居建筑中的应用还遥遥无期。另外，智能材料的应用需要相应的技术和配套材料设备的配合支撑，在施工中对于施工技术和工艺的要求较高。因此，但就目前看，对智能材料的应用还不可能实现全方位的广泛普及.
根据材料的功能对智能材料系统行进分类,-类是感知材料 ,还有一类是驱动材料 ,感知材料的作用是对外界环境刺激的感应,刺激可以是物理方面也可以是化学方面。感知材料的类型也分为多种,比较典型的代表是压电材料和记忆合金。驱动材料的作用是对环境的刺激做出判断,并采取适当方式处理而且本身自带执行能力,最典型的驱动材料是记忆合金和电致伸缩材料。
随着科技的发展,为了监测混泥土结构的变化,将光导纤维防止在混泥土结构中,光导纤维的用途范围很广泛,在电控领域、建筑领域和其他领域都有涉及,在建筑领域中,利用的是光导纤维的监测和通讯两个功能。把光纤传感器安置在土木结构中,利用光纤传感器作为感知根基破坏的敏感元件。碳纤维是一种新型研究材料 ,它不仅具有碳本身的属性,还具有纤维的可加工性和柔韧性,把这种材料加入水泥熔浆中,按照-定比例对碳纤维材料的含量进行调节 ,水泥熔浆会跟随设备I艺的调节而发生变化,我们将这种变化定义为回应力敏感，光纤传感器会监测土木结构内部性能的变化情况, - -旦 出现受损或断裂情况,传感器会发出警报声，同时碳纤维材料在土木工程结构中也将发挥自身的优势和诊断能力。由于碳纤材料具有诊断能力,因此,它被广泛的应用于各种水坝、桥梁的监测系统中,及时对建筑结构性能的变化做出预测和分析。桥梁是一种以弯曲变形为主要变形方式的材料 ,而桥梁所能承受的载荷通常跟它本身所具有的强度成正比,因此,强度和载荷间有着密切的关系,对于桥梁的维修是根据监测结果进行的,检测器在桥梁中的应用减少了桥梁的维修成本和诊断成本。通过光纤传感器可检测桥梁承受载荷的极限,具体操作方法是将传感器放置在前面和拱璧的中间部位,传感器两端分别放置光敏管和发光管,当负载加大或减小时,发光管 会跟随桥梁载荷大小的变化而变化,光敏管会跟随发光管光强的发射强度而变化,而放置在桥面和拱壁之间的光纤传感器则监测到光敏管的变化,光敏管的变化数据就是桥梁所受载荷的数据,再通过相关公式的计算转换,就可得出桥梁所受载荷大小。通过这种建筑手段,桥梁的质量得到了大幅度的提升,降低了经济损失、减轻了对车辆和行人生命财产威胁。
6.2有待深入研究的问题
智能材料系统在土木工程结构中的研究与应用已经展现出其独特的优越性能，由于是多学科交叉的前沿研究课题，因此还有许多问题有待于各学科同步深入的研究和探讨。
有关形状记忆合金控制器的可靠性与耐久性等方面的研究有待于进一步加强。
压电材料存在的主要问题是驱动力较小，虽然国外已用压电堆技术来弥补这一不足，但是对大型土木工程结构来说，直接应用尚存在不少问题，例如理论分析比较复杂，控制系统的集成技术较难实现等[10]。
光纤材料将成为现代土木工程结构安全检测和状态控制的首选传感材料。但是从目前在土木工程领域的研究与应用情况来看，尚存在基础研究薄弱，传感原理研究困难，与基体材料互适应性研究较少等问题。
电流变体和磁流变体长期置放后的固体颗粒沉降及其对流体性能稳定性的影响问题仍然有待进一步研究。因此，电流变体的温度适用范围还需进一步拓宽，磁流变体的退磁效应还有待深入研究。
在发展实时在线新方法的同时，应综合已有成熟的损伤检测方法，形成智能专家检测系统，以便对结构的健康状况进行“会诊”。重点研究实用诊断规则总结和推理机制或推理方法。例如对不确定、不精准、不完备的，甚至有时是不一致的和时变的信息，发展基于证据组合理论的推理方法。
进一步优化智能材料系统数学力学模型。对体系的宏观及微观力学、多因素的耦合效应、体系稳定可靠性与耐久性、时效和失效等，都还有待深入研究。
第七章 结论与展望
智能材料在土木工程中重要的应用，是自动化控制技术发展、计算机科学、材料科学的重要阶段的产物。智能结构在土木工程领域的应用研究已取得了显著的成绩，极大的影响了结构设计理念和多学科交叉应用的发展。随着智能材料和技术的发展，土木工程智能结构已展现出其优越性能和广阔的应用前景，但这也是一个多学科交义的前沿研究课题，还有许多问题尚待进一步研究和探讨。智能结构系统是减灾防灾的研究前沿。随着智能结构的进一步研究，结构中智能元件的小型化、高功率化和多功能化，人们有希望把传感系统、控制系统和驱动系统以及耦合连接元件都复合在建筑结构中，建筑结构将成为主动式智能建筑结构，能有效的抵抗地震、风振、等损害的破坏。
重大工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年，环境侵蚀、材料老化和荷载长期效应、疲劳效应与突变效应等灾害因素的耦合作用将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，极端情况下引发灾难性的突发事故。因此，为了保障结构的安全性、完整性、适用性与耐久性，已建成使用的许 多重大工程结构和基础设施急需采用有效的手段监测和评定其安全状况、修复和控制损伤。新建的大型结构和基础设施总结以往的经验和教训，也在工程建设的同时增设长期的健康监测系统和损伤控制系统，以监测结构的服役安全状况，并为研究结构服役期间的损伤演化规律提供有效的、直接的方法。
在土木工程中，智能材料占据的分量越来越重，它在材料科学、自控技术和计算机科学等领域都有所涉及，是在天然材料、人工设计材料和合成高分子材料被研究出来之后的第四种新型材料，它的出现可称得上是材料革命。在土木工程中，智能材料的应用具有重大的意义，它将影响甚至改变这个领域的发展方向。随着智能材料的广泛应用，同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展，在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件，建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构，对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用,为人们工作生活提供更为舒适安全的环境,对于提高土木I程结构建设质量具有十分重要的意义。研究智能材料的各项性能，改变传统的材料观念是我们急需做的事情，学习国外制造智能材料的技术，吸收相关经验，积极进行我国智能材料的研发，拓展智能材料的应用和领域，设立专业的研究机构对智能材料进行提升。
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致  谢
本文是在导师的悉心指导下完成的。老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。同时，对我的论文工作也提出了许多宝贵的意见，在此表示衷心的感谢！
另外，也感谢我的家人和朋友，他们的理解与支持使我能够顺利完成了我的学业！


评语：这是一篇典型的较差的论文。一看拼凑感十足，胡乱堆砌字数的文章，不知所云，这种肯定是通过不了的。。。