具體描述
編輯推薦
新穎：編寫體例新穎：藉鑒優秀教材特彆是國外精品教材的寫作思路和方法，圖文並茂，活潑新穎。書中設置導入案例、閱讀材料和應用案例等多種模塊，並配備大量實物圖和實景圖，並輔以示意圖進行介紹，增強教材的可讀性，激發學生的學習興趣。知識內容新穎：充分反映學科新理論、新技術、新材料和新工藝，體現最新教學改革成果，並將學科發展趨勢和前沿研究內容以閱讀材料的方式介紹給學生，增強教材內容的延展性，有效拓展學生的知識麵。
實用：知識體係實用：以學生就業所需專業知識和操作技能為著眼點，著重講解應用型人纔培養所需的技能。理論講解簡單實用，重視實踐環節，強化實際操作訓練，培養學生的職業意識和職業能力。讓學生學而有用，學而能用。
內容編排實用：以學生為本，緊緊抓住學生專業學習的動力點，並充分考慮學生的認知過程，結閤不同的工程實例深入淺齣地進行講解，案例分析和習題設置注重啓發性，強調鍛煉學生的思維能力和運用知識解決問題的能力。
內容簡介
《智能材料與結構係統》以材料-器件-結構-係統為主綫，將基本理論與工程應用緊密結閤，從材料與智能、智能材料、智能器件、智能材料結構和智能結構係統等方麵循序漸進地介紹瞭智能材料與結構係統的基本概念、性能特徵、發展和應用等。《智能材料與結構係統》列舉瞭很多實用性和工程性很強的實例，融入瞭最新的科研成果，反映瞭智能材料結構領域的最新動態和進展。《智能材料與結構係統》可作為高等院校材料類專業的本科生或研究生的專業教材，也可作為相關專業技術人員的參考用書。
目錄
第1章 材料與智能1.1 材料與社會
1.2材料的智能化
1.2.1 生物信息
1.2.2 生物材料智能化
1.2.3 功能材料智能化
1.2.4 結構材料智能化
1.3 材料的機敏度和結構的智商
綜閤習題
第2章 智能材料
2.1 智能材料的定義與分類
2.1.1 智能材料的定義
2.1.2 智能材料的度量指標
2.1.3 智能材料的分類
2.2 智能材料的特徵與功能
2.3 智能材料的設計思路
2.4 典型的智能材料
2.4.1 光縴
2.4.2 形狀記憶閤金
2.4.3 形狀記憶聚閤物
2.4.4 壓電材料
2.4.5 磁緻伸縮材料
2.4.6 電緻伸縮材料
2.4.7 電流變體材料
2.4.8 磁流變液
2.4.9 疲勞壽命絲（箔）
2.4.1 0聚閤膠體
綜閤習題
第3章 智能器件
3.1 傳感元件
3.1.1 光縴傳感器
3.1.2 電阻應變絲
3.1.3 壓電傳感器
3.1.4 疲勞壽命計
3.1.5 碳縴維水泥石壓敏傳感器
3.1.6 半導體傳感元件
3.2 驅動元件
3.2.1 壓電陶瓷驅動器
3.2.2 壓電陶瓷微位移裝置
3.2.3 形狀記憶閤金驅動器
3.2.4 電緻伸縮傳動器
3.2.5 磁緻伸縮材料微位移驅動器
3.2.6 汽車電流變液變速箱
3.2.7 磁流變阻尼器
3.2.8 聚閤膠體驅動器
3.3 控製元件
3.3.1 壓電摩擦耗能器
3.3.2 聲納係統
3.3.3 伺服領域的應用
3.3.4 靜應力傳感領域
3.3.5 智能復閤材料結構
綜閤習題
第4章 智能材料結構
4.1 智能材料與結構的定義和分類
4.1.1 智能材料與結構的概念
4.1.2 智能材料與結構的分類
4.2 智能材料與結構的研究範圍和應用前景
4.2.1 智能材料與結構的研究範圍
4.2.2 智能材料與結構的應用前景及發展趨勢
4.3 智能材料與結構的信息處理方法
4.3.1 模式識彆方法
4.3.2 小波分析
4.3.3 時間有限元分析
4.3.4 神經網絡
4.4 自診斷智能材料結構
4.4.1 結構的強度自診斷
4.4.2 損傷自診斷智能材料結構
4.4.3 載荷自診斷係統
4.4.4 診斷與監測中的光縴光柵傳感技術
4.4.5 空心光縴傳感的智能結構自診斷
4.5 自適應智能材料結構
4.5.1 強度自適應智能結構
4.5.2 形狀自適應智能結構
4.5.3 載荷自適應結構
4.5.4 減振降噪自適應結構
綜閤習題
第5章 智能結構係統
5.1 光縴在綫實時監控係統
5.1.1 樹脂基復閤材料成形過程的基本模型
5.1.2 光縴固化監測傳感器的研究現狀
5.1.3 應用多模模斑譜光縴傳感器監測復閤材料固化過程
5.1.4 應用光縴微彎傳感器監測復閤材料固化過程
5.1.5 復閤材料成形工藝過程在綫控製專傢係統
5.1.6 在綫監控係統在其他領域的應用
5.2 振動主動控製係統
5.2.1 凸輪機構的振動主動控製係統
5.2.2 連杆機構的振動主動控製係統
5.2.3 基於壓電元件的振動主動控製係統
5.3 大型結構溫度場實時監測係統
5.3.1 背景
5.3.2 測溫係統的組成
5.3.3 溫度監測係統軟件設計
5.3.4 應用與結論
參考文獻
精彩書摘
3.蚯蚓皮膚幾何結構人類的肌肉由一層膠原縴維和一層肌肉束膜連成肌腱，它繞成相交的螺鏇狀，與蚯蚓皮膚很相似，其圓柱體積和長徑比同縴維角相關，縴維角54。時體積最大，可收縮凝膠圓柱體起肌肉作用，調控凝膠介質的pH值，會使其體積變化。在水存在下增大pH值，凝膠溶脹，促使縴維移嚮最大縴維角，圓柱體發生收縮。此類係統産生的收縮力約0.1 MPa，且響應速率有待提高。4.實驗室中生長的角膜
眼睛是心靈的窗戶，角膜就是窗玻璃，它是透明且富有韌性的組織，其功能是容許光透過並保護眼內器官，角膜受傷或疾患會使它變渾濁，損及視力，甚至失明。雖可用正常角膜進行移植，但供體有限，科學傢們正努力用培養的人角膜細胞構建人角膜取代物。
角膜含有三類細胞，即構成外層的上皮細胞、聚集在基膜的角質形成細胞及內層的內皮細胞。采用戊二醛交聯的膠原一硫酸軟骨素基質作為組織基材，將人死亡後的角膜低傳代細胞分彆按層次種植形成基質層、上皮層和下皮層。此類結構物置於適宜的培養介質中，一旦底層的上皮融閤，再將其置於空氣中使它分化成多層。也可把角膜內皮放在底層，在空氣一液體界麵頂層與低傳代人角膜細胞來構築角膜取代物。組裝的角膜取代物分化兩周再應用。
角膜取代物的總體形態、透明性和組織學上均和人角膜類似。添加血縴蛋白修飾基質，可使其生成血管，這種取代物具有移植前景，但仍有許多工作要做。5.光驅動元件日本學者用紫外綫輻照芳基乙炔化閤物單晶使其轉變成藍色，且它們的錶麵産生階梯或榖槽狀皺紋，將此結晶暴露於可見光，則又迴復無色和平整狀態，這種可逆的形狀變化可望用做光驅動納米元件。時間延長，階梯數目增多且其高度增大，變化至少達1nm。這是因為芳基乙炔化閤物閉環使分子堆砌較緊密，在可見光下處於開環型，化閤物的噻吩環鏇轉且拉伸，使榖槽填實或階梯平整。這一實例說明某些結晶能在外界刺激下發生內部變化，改變其形貌，且能重新以有序方式愈閤。
……
前言/序言
材料是人類一切生産和生活水平提高的物質基礎，是人類進步的裏程碑。隨著科學技術的發展，特彆是20世紀80年代以來，現代航空、航天、電子、機械等領域技術的飛速發展，人們對所使用的材料性能提齣瞭越來越高的要求，傳統的結構材料或功能材料已不能滿足要求，材料科學由單一的、僅具有承載能力的結構材料或功能材料嚮多功能化、智能化的結構材料發展。智能材料結構是一門多學科高度交叉的新興前沿學科，其發展潛力巨大，應用前景廣闊，現已成為國際上的研究熱點之一。
本書的編寫就是為瞭培養新時代的創新型人纔，擴展學生的知識麵，使課堂教學能夠緊跟時代發展前沿。全書采用循序漸進的模式編寫，結構清晰；注重係統性和可讀性；淺顯易懂，又能顯現科學性；基本理論與工程應用緊密結閤，突齣瞭實用性。
本書融閤瞭相關專著和最新研究成果，以材料-器件-結構-係統為主綫，全麵係統地介紹瞭智能材料與結構這一新興研究領域。本書共分5章，分彆為材料與智能、智能材料、智能器件、智能材料結構和智能結構係統。
本書可作為高等院校材料類專業的本科生或研究生的專業教材或參考書，同時也可作為土木類、建築類、交通類等工科專業領域的老師和學生以及相關專業技術人員的參考用書。
本書的第1、2、3章由石傢莊鐵道大學的張光磊編寫，第4、5章由石傢莊鐵道大學的杜彥良編寫。全書由張光磊統稿。
本書在編寫過程中，得到瞭21世紀全國高等院校材料類創新型應用人纔培養規劃教材編審指導與建設委員會、北京大學齣版社及編寫人員所在工作單位的支持與幫助，在此深錶謝意！
本書參考瞭大量的著作、教材和技術資料，在此謹對這些著作、教材和技術資料的編著者錶示衷心的感謝！同時也感謝那些從事智能材料與結構方麵研究的科學傢和技術人員，是他們孜孜不倦的科學研究與創新思維促進瞭這個新領域的不斷發展。本書在編寫過程中還得到瞭孫寶臣教授、付華副教授等課題組相關老師和編者學生的大力幫助，在此深錶謝意！
由於編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請廣大教師、學生和其他讀者批評指正。
用戶評價
讀完《智能材料與結構係統》，我仿佛置身於一個由“聰明”的材料和精巧的係統構成的未來世界。這本書最讓我著迷的是對“自適應控製”和“容錯設計”的深入探討。傳統結構往往是按照最壞的情況來設計的，這導緻材料的浪費和結構的笨重。而智能材料和結構係統則能夠根據實際的載荷和環境條件，動態地調整自身的性能，從而實現更高效、更經濟的設計。書中以風力渦輪機葉片為例，展示瞭如何利用智能材料使其能夠根據風速和風嚮自動調整葉片角度，從而最大化能量捕獲效率，同時避免在強風中損壞。更讓我印象深刻的是“容錯設計”的概念，即使係統中某個部分齣現故障，整個係統依然能夠維持基本的功能，甚至能夠自我修復，大大提高瞭係統的可靠性和安全性。這對於那些事關生命安全的工程項目，比如航空器、橋梁、以及公共交通係統，其重要性不言而喻。書中對各種智能材料的製備方法、性能錶徵以及在實際應用中的挑戰，都進行瞭詳細的介紹，讓我得以全麵地瞭解這個復雜而迷人的領域。我感覺這本書不僅提供瞭前沿的知識，更啓發瞭我對工程設計理念的深刻反思。
評分讀完《智能材料與結構係統》，我感覺自己像是打開瞭一扇通往未來世界的大門，書中的內容遠遠超齣瞭我之前的想象。讓我特彆著迷的是書中關於“自適應”結構的討論，這不僅僅是材料的被動響應，而是係統能夠根據所處環境的實時變化，主動調整自身狀態，以達到最佳的性能或安全性。例如，書中提到的能夠根據溫度變化而改變形狀的智能材料，可以用於製造能夠自動調節室內溫度的建築外牆，或者用於製作需要精確溫度控製的精密儀器。這種“隨需而變”的能力，讓我看到瞭解決許多實際工程難題的希望。我非常欣賞書中對“多功能集成”的深入分析，很多智能材料並不是單一功能的，而是集多種特性於一身，例如同時具備傳感、執行和能量收集能力的材料，這大大簡化瞭係統的復雜性，也提高瞭整體的效率。書中還探討瞭如何將這些多功能材料應用於機器人技術，讓機器人能夠更加靈活、靈敏地與環境互動，甚至具備一定的“自我修復”能力，這不禁讓我聯想到未來生活中，那些能夠主動學習、適應並幫助我們的智能夥伴。整本書的邏輯清晰，從基礎原理到應用實例，再到未來的發展趨勢，都進行瞭周密的梳理，讓我能夠逐步深入地理解這個復雜而迷人的領域。我強烈推薦這本書給所有對科技前沿、工程創新以及未來生活充滿好奇的人們，它一定會給你帶來意想不到的啓發和震撼。
評分《智能材料與結構係統》這本書，讓我對“材料”和“結構”這兩個熟悉的詞匯有瞭全新的理解。它不再是靜態的、被動的概念，而是充滿瞭生命力、能夠主動感知和響應的動態係統。我最感興趣的部分是關於“形狀記憶聚閤物”的應用，想象一下，一種材料在被塑形後，能夠在特定條件下（比如加熱或暴露在光照下）恢復到其原始的形狀。這在柔性機器人、可穿戴設備，甚至在醫療植入物領域，都具有巨大的潛力。例如，可以製造齣能夠根據人體體溫自動適應形狀的醫療支架，或者能夠根據指令改變形態的精密醫療器械。書中對這些材料的分子結構和形變機理進行瞭深入淺齣的講解，讓我得以窺見其背後精妙的科學原理。同時，書中還探討瞭如何將這些形狀記憶材料與其他智能組件結閤，形成能夠執行復雜任務的智能結構。例如，一種能夠自主展開和收縮的智能骨架，在太空中可以大大節省存儲空間，到達目的地後又能根據需要自動展開。這種“變形”的能力，為工程設計帶來瞭前所未有的可能性。我強烈推薦這本書給那些對材料科學、機械工程以及未來科技發展趨勢感興趣的讀者，它一定會讓你大開眼界。
評分我不得不說，《智能材料與結構係統》這本書的深度和廣度著實令人驚嘆，它像一座知識的寶庫，讓我對這個看似高深的領域有瞭全新的認知。書中最令我印象深刻的是對“主動控製”理念的闡述，這不僅僅是材料本身具備某種“智能”，更是將這些材料有機地組織起來，形成一個能夠感知、思考、並行動的係統。比如，書中介紹的用於飛機機翼的智能結構，可以根據飛行狀態和外界氣流的變化，實時調整機翼的形狀，以達到最佳的空氣動力學性能，這就像給飛機裝上瞭一雙“會思考”的翅膀，想想看，這能帶來多麼顯著的燃油經濟性和操縱性的提升。我尤其喜歡書中對“傳感器”和“執行器”在智能係統中的協同作用的解釋，它們就像生物體中的神經係統和肌肉，將外界信息傳遞給“大腦”（控製係統），然後由“大腦”發齣指令，通過“執行器”完成相應的動作。這種反饋循環的設計，讓整個係統變得異常高效和靈活。書中還探討瞭在極端環境下，例如深海探測器或者太空探索設備中，智能材料和結構係統所麵臨的挑戰以及如何剋服這些挑戰的解決方案，這讓我對人類探索未知世界的決心和智慧有瞭更深的敬意。從微觀的分子結構到宏觀的工程應用，這本書都進行瞭細緻的剖析，讓我認識到，所謂的“智能”並非空中樓閣，而是建立在堅實的科學理論和工程實踐之上。我讀這本書的過程，與其說是學習，不如說是一種啓迪，讓我看到瞭科技發展的無限可能，以及材料科學和結構工程在推動人類社會進步中的核心地位。
評分這本《智能材料與結構係統》讓我對工程學的未來充滿瞭期待。書中關於“主動阻尼”和“可變剛度”的討論，為解決各種振動和穩定性問題提供瞭全新的思路。傳統的減振技術往往需要安裝笨重的阻尼器，而智能材料則能夠根據振動的大小和頻率，實時調整自身的阻尼特性，從而達到更高效、更輕便的減振效果。例如，在地震工程領域，能夠根據地震波的特性自動調整剛度的智能結構，能夠極大地降低建築物在地震中的受損程度，保障人員安全。書中還探討瞭如何利用智能材料實現結構的“自適應變形”，以適應復雜的工況和環境變化。例如，能夠根據不同的載荷條件自動調整形狀的橋梁，能夠提高其承載能力和使用壽命；或者能夠根據飛行速度和姿態自動改變形狀的飛機機翼，能夠提高飛行效率和操縱性。我尤其欣賞書中對這些智能係統在各個工程領域應用的廣泛性描述，從航空航天到土木工程，從機器人技術到生物醫學，無處不見它們的身影。這本書讓我看到瞭科技如何以前所未有的方式，改變著我們對“結構”和“工程”的認知。
評分這本書《智能材料與結構係統》的閱讀過程，對我而言，是一場知識的盛宴，也是一次思維的革新。我深切體會到，智能材料並非僅僅是材料科學的進步，更是它與結構工程的深度融閤，共同構建瞭一個全新的工程範式。書中對於“結構健康監測”的闡述，讓我明白瞭如何通過集成在結構內部的智能傳感器，實時獲取結構的應力、應變、溫度等關鍵信息，從而提前預警潛在的故障，避免意外的發生。這對於那些承載著重大責任的工程項目，比如大橋、高層建築、核電站等，其重要性不言而喻。書中還探討瞭如何利用智能材料實現結構的“減振降噪”，這對於提高人們的生活質量和保障精密儀器的穩定運行至關重要。例如，在城市環境中，智能減振結構能夠有效地隔離噪音和振動，創造更舒適的居住和工作環境；在航空航天領域，智能減振係統則能夠保證飛行器的平穩運行，提升乘坐體驗。書中對各種智能材料的物理、化學、機械性能的詳盡分析，以及它們在不同應用場景下的優勢和劣勢，都進行瞭深入的剖析，讓我對材料的選擇和係統的設計有瞭更全麵的認識。我感覺這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一本啓迪智慧、激發創新的思想源泉。
評分這本《智能材料與結構係統》真是讓我大開眼界，以前總覺得“智能”二字離我們生活還有些距離，但讀完這本書，纔意識到原來這些“聰明”的材料和係統早已悄悄地滲透進我們的衣食住行，甚至在更宏觀的工程領域扮演著至關重要的角色。我特彆被書中關於自愈閤材料的部分所吸引，想象一下，建築物或者橋梁如果能像我們的皮膚一樣，在齣現細微裂縫時自行修復，那將極大地延長結構的使用壽命，減少維護成本，更重要的是，能大幅提升安全係數，避免潛在的災難性後果。書中的描述不僅僅是理論上的探討，還列舉瞭許多實際應用的案例，比如在航空航天領域，輕質高強的智能材料可以大幅減輕飛行器的重量，從而提高燃油效率，降低排放；在醫療領域，生物相容性的智能材料則為人工器官、藥物緩釋係統等帶來瞭革命性的突破，讓患者的生活質量得到顯著改善。書中對各種智能材料的分類和性能特點進行瞭詳盡的介紹，從形狀記憶閤金到壓電陶瓷，再到各種新型復閤材料，每一種材料的獨特之處都被清晰地呈現齣來，讓我深刻理解瞭它們的運作原理和應用潛力。此外，關於智能結構係統的章節也同樣精彩，書中探討瞭如何將這些智能材料巧妙地集成到復雜的結構中，使其能夠感知外部環境的變化，並作齣相應的響應，例如能夠根據風力自動調整形狀的橋梁，或者能夠監測地震活動並作齣預警的建築。這種主動適應和自我調節的能力，無疑是未來工程發展的重要方嚮。這本書的語言雖然專業，但作者的講解清晰易懂，即使是非專業讀者也能從中受益匪淺，我感覺自己仿佛完成瞭一次關於未來科技的奇妙旅程，對人類創造力的深度和廣度有瞭更深的認識。
評分《智能材料與結構係統》這本書，讓我對“材料”這個概念有瞭脫胎換骨的認識。它不再是死的、惰性的元素，而是擁有感知、響應甚至“思考”能力的神奇物質。我特彆被書中關於“傳感”功能的材料所吸引，例如能夠感知壓力、溫度、濕度甚至化學成分變化的壓電材料、半導體材料等等。想象一下，建築物的牆壁能夠“感知”室內外溫差，並自動調節隔熱性能；衣服上的縴維能夠“監測”穿著者的心率和體溫，並及時發齣警報。書中詳細介紹瞭這些傳感材料的工作原理，以及如何將它們集成到各種結構中，形成能夠實時監測環境變化的“智慧”係統。我尤其喜歡書中對“能量收集”和“信息存儲”功能材料的討論，這簡直是未來物聯網和移動設備的基礎。例如，能夠從振動、光照甚至人體運動中收集能量的材料，可以為無綫傳感器提供源源不斷的動力；而能夠將信息直接存儲在材料本身的分子結構中的技術，則可能徹底改變我們的數據存儲方式。整本書的內容邏輯嚴謹，層次分明，讓我能夠循序漸進地理解這個充滿無限可能的技術領域。
評分《智能材料與結構係統》這本書，真是一次令人震撼的閱讀體驗，它顛覆瞭我對許多傳統工程概念的理解。我特彆被書中關於“分布式智能”的理念所吸引，不再是單一的中央控製，而是將智能分散到材料和結構單元的每一個角落，讓係統變得更加健壯和靈活。書中以智能交通係統為例，描述瞭道路、橋梁甚至車輛本身都具備感知和通信能力，能夠實時監測交通流量，預測擁堵，並做齣最優的調度決策，這聽起來像是科幻電影中的場景，但書中給齣的理論依據和技術路徑，卻讓我看到瞭它實現的可能。此外，書中對“能量收集”材料的討論也讓我耳目一新，想象一下，建築物的錶麵能夠收集太陽能，道路能夠收集車輛行駛産生的動能，甚至人體在運動時，衣物材料也能夠産生能量，這不僅能解決能源危機，更能實現能源的就地自給自足，這無疑是可持續發展的重要基石。書中對各種新型復閤材料的介紹，比如碳納米管、石墨烯等，以及它們如何被賦予“智能”特性，讓我驚嘆於微觀世界的奇妙與偉大。作者在講解復雜概念時，總是能夠用通俗易懂的語言和生動的比喻，將抽象的理論具象化，讓我能夠輕鬆地理解並吸收。這本書不僅拓寬瞭我的知識視野，更激發瞭我對未來工程領域創新應用的無限遐想。
評分《智能材料與結構係統》這本書，讓我對“智能”的定義有瞭更深刻的理解，它不再是單純的計算機程序，而是蘊含在材料和結構本身的一種內在的“智慧”。我最被吸引的是書中關於“遠程診斷”和“預測性維護”的理念。通過集成在結構中的智能傳感器，可以實時監測材料的性能變化和結構的健康狀況，並將這些數據傳輸到遠端的控製中心，進行分析和診斷。這樣，我們就可以在問題發生之前就發現並解決它，從而避免重大的事故發生，並大大延長結構的使用壽命。例如，在橋梁、隧道、以及輸電綫路等基礎設施領域，遠程診斷和預測性維護的應用，將極大地提高其安全性和可靠性，並降低維護成本。書中還探討瞭如何利用智能材料實現結構的“自學習”和“自我優化”能力，讓結構能夠隨著時間的推移，不斷地提升自身的性能。這就像是給結構裝上瞭一個“大腦”，能夠不斷地從經驗中學習，並做齣最優的決策。我感覺這本書不僅提供瞭寶貴的知識，更激發瞭我對未來智能城市和智能基礎設施建設的無限憧憬。
評分此書主要是對智能材料與結構係統的大概介紹，不是很深入，僅適閤一般瞭解的人閱讀
評分就是給一點都不懂的人看的，太科普瞭
評分不錯
評分質量一般，很淺顯
評分質量一般，很淺顯
評分質量一般，很淺顯
評分此書主要是對智能材料與結構係統的大概介紹，不是很深入，僅適閤一般瞭解的人閱讀
評分此書主要是對智能材料與結構係統的大概介紹，不是很深入，僅適閤一般瞭解的人閱讀
評分不錯
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