第1章绪论 第1章绪论 1.1 引言 在当今电子、新材料、空间技术、能源等世界公认的高新技术中，新材料是 其他高技术赖以发展的物质基础。上世纪80年代，人们提出了智能材料的概念， 使人们对材料及其结构的研究中边入了一个新的纪元。智能材料或称智能材料系 统(Smart Materials或Intelligent Material System)以功能材料为基础发展起来的。 功能材料有两类，一类是对外界（或内部）的刺激强度（如应力、应变、热、光、电、 磁、化学和辐射等)具有感知的材料，通称感知材料，用它可做成各种传感器； 另一类是对外界环境条件（或内部状态）发生变化可作出相应或驱动的材料，这种 材料可做成驱动器。智能材料是利用上述材料做成传感器和驱动器。借助现代信 息技术对感知的信息进行处理并把指令反馈给驱动器，从而作出灵敏，适当的反 应，当外部刺激消除后又能迅速恢复到原始状念。 所谓智能材料，既要求材料体系集感知、驱动、信息处理于一体，形成类似 生物材料那样具有智能属性的材料，即适时、准确地感知环境变化并能实时地做 出与变化后的环境相适应的动作反应，实现动念、在线状念下的自检测、自诊断、 12 自控制、自校正和自修复。 智能材料驱动器和机电式水下推进器相比，其具有独特优势： ·具有很高功重比。这对于仿生机器鱼微小型化是至关重要的，传统驱动 源随形体尺寸降低，驱动能力将大幅下降，无法满足微小型驱动系统的 要求： ●功能材料驱动常可以不需传动机构，这样大大简化结构，减小摩擦损耗， 提高能量利用率： ●无工作噪音： ●具有尘物肌肉的动作机理和特性： 随着科学技术发展，人们对材料的功能性提出了更高要求，当前研究的智能 材料与结构(Smart Materials and Structure)是以复合材料为主体，将复合材料、传 感元件和驱动元件融合或集合成为一个整体的结构，其不仅具有可以承受载荷和 传递运动的能力，而且可以通过自身传感网络检测多种信息（如强度、应力、应 变等)，经控制单元识别和处理，从而触发相应的驱动元件，以及改变结构的外 形、刚度及强度等。即结构根据外部环境和自身状况作出自适应调整，使结构始 终处于最佳（或较佳）的状态。因此，它被公认为材料发展一个重要方向。第l章绪论 1．1 引言 第1章绪论 在当今电子、新材料、空间技术、能源等世界公认的高新技术中，新材料是 其他高技术赖以发展的物质基础。上世纪80年代，人们提出了智能材料的概念， 使人们对材料及其结构的研究中迈入了一个新的纪元。智能材料或称智能材料系 统(Smart Materials或Intelligent Material System)以功能材料为基础发展起来的。 功能材料有两类，一类是对外界(或内部)的刺激强度(如应力、应变、热、光、电、 磁、化学和辐射等)具有感知的材料，通称感知材料，用它可做成各种传感器； 另一类是对外界环境条件(或内部状态)发生变化可作出相应或驱动的材料，这种 材料可做成驱动器。智能材料是利用上述材料做成传感器和驱动器。借助现代信 息技术对感知的信息进行处理并把指令反馈给驱动器，从而作出灵敏，适当的反 应，当外部刺激消除后又能迅速恢复到原始状态～。 所谓智能材料，既要求材料体系集感知、驱动、信息处理于一体，形成类似 生物材料那样具有智能属性的材料，即适时、准确地感知环境变化并能实时地做 出与变化后的环境相适应的动作反应，实现动念、在线状态下的自检测、自诊断、 自控制、自校正和自修复一。 智能材料驱动器和机电式水下推进器相比，其具有独特优势： ●具有很高功重比。这对于仿生机器鱼微小型化是至关重要的，传统驱动 源随形体尺寸降低，驱动能力将大幅下降，无法满足微小型驱动系统的 要求； ·功能材料驱动常可以不需传动机构，这样大大简化结构，减小摩擦损耗， 提高能量利用率； ·无工作噪音； ·具有生物肌肉的动作机理和特性； 随着科学技术发展，人们对材料的功能性提出了更高要求，当i订研究的智能 材料与结构(Smart Materials and Structure)是以复合材料为主体，将复合材料、传 感元件和驱动元件融合或集合成为一个整体的结构，其不仅具有可以承受载荷和 传递运动的能力，而且可以通过自身传感网络检测多种信息(如强度、应力、应 变等)，经控制单元识别和处理，从而触发相应的驱动元件，以及改变结构的外 形、刚度及强度等。即结构根据外部环境和自身状况作出自适应调整，使结构始 终处于最佳(或较佳)的状态～。因此，它被公认为材料发展一个重要方向