01
智能复合材料概述
定义与分类 · 智能材料与结构的概念 · 发展历程 · 核心应用领域
航空航天土木工程汽车工业
02
感知材料基础
压电材料(PZT/PVDF) · 形状记忆合金(SMA) · 光纤光栅传感器(FBG)
压电SMAFBG
03
驱动材料基础
压电驱动器 · SMA驱动器 · 磁致伸缩 · 电致伸缩 · 性能对比
驱动原理性能对比
04
复合材料力学基础(一)
各向异性弹性力学 · 单层板应力-应变 · 正交各向异性工程常数
各向异性工程常数
05
复合材料力学基础(二)
经典层合板理论(CLPT) · 刚度与柔度矩阵 · 对称/反对称层合板
CLPT层合板
06
智能复合材料本构关系
压电本构 · SMA本构(Brinson模型) · 磁致伸缩线性本构
本构方程Brinson
07
传感器与结构的集成
表面粘贴/嵌入式 · 对基体性能影响 · 界面力学与应力传递
集成工艺界面力学
08
驱动器与结构的集成
布置策略(位置/角度) · 驱动效率 · 热-力-电耦合集成
优化布置多场耦合
09
智能复合材料结构建模方法
解析法(CLPT扩展) · 有限元法(ANSYS/ABAQUS) · 等效单层/分层理论
解析法有限元
10
结构健康监测(SHM)基础
SHM系统架构 · 导波损伤识别 · 阻抗法健康监测
导波阻抗法
11
振动控制基础
被动控制(约束阻尼) · 主动控制(前馈/反馈) · 半主动(磁流变液)
被动/主动半主动
12
形状控制与变形结构
SMA变形机翼 · 压电可变形反射面 · 形状记忆聚合物空间展开
变形机翼空间展开
13
智能复合材料结构设计流程
需求分析 · 材料选型 · 拓扑优化 · 多场耦合仿真验证
设计流程拓扑优化
14
多学科设计优化(MDO)
MDO框架(CO/BLISS/ATC) · 问题定义 · 灵敏度分析与近似模型
MDO灵敏度
15
制造工艺(一)
手糊/真空袋压 · 预浸料/ATL/AFP · 热压罐与模压成型
ATL/AFP热压罐
16
制造工艺(二)
3D打印连续纤维 · 共固化工艺 · 工艺仿真与缺陷控制
3D打印共固化
17
界面与耐久性
传感器/驱动器界面力学 · 湿热影响 · 疲劳脱粘与寿命预测
界面耐久性
18
信号处理与特征提取
时域分析(峰值/均方根) · 频域(FFT/功率谱) · 时频(小波/HHT)
FFT小波
19
智能复合材料中的机器学习应用
CNN损伤识别 · LSTM寿命预测 · 强化学习振动控制
CNNLSTM强化学习
20
航空航天应用案例
智能蒙皮/共形天线 · 直升机桨叶振动控制 · 卫星帆板形状控制
智能蒙皮振动控制
21
土木工程应用案例
桥梁缆索磁致伸缩导波 · SMA抗震阻尼器 · 大跨空间结构SHM
桥梁阻尼器
22
汽车工业应用案例
碳纤维车身SMA吸能 · 发动机主动悬置压电控制 · 轮胎监测
吸能主动悬置
23
能源与海洋工程应用案例
风机叶片智能监测/除冰 · 深海立管涡激振动控制 · 能量收集
除冰涡激振动
24
智能复合材料结构试验方法
传感器标定 · 驱动器力-位移测试 · 静力/动力/疲劳 · 多场耦合环境
标定多场耦合
25
可靠性与容错设计
FMEA失效模式 · 传感器/驱动器冗余 · 自适应重构控制
FMEA容错
26
标准与规范
ASTM/ISO试验标准 · 适航认证 · 设计指南与规范现状
ASTM适航
27
前沿技术(一)
自修复(微胶囊/液芯光纤) · 变刚度(SMA编织) · 4D打印
自修复4D打印
28
前沿技术(二)
柔性电子集成 · 超材料(可调声学/力学) · 数字孪生全生命周期
超材料数字孪生
29
软件工具与仿真实践
COMSOL压电-结构耦合 · ABAQUS SMA-UMAT · MATLAB/Simulink主动控制
COMSOLUMAT
30
综合项目实战
无人机机翼智能变形结构 · 需求→选型→设计→仿真→评估→优化
项目实战无人机机翼