1. 本选题研究的目的及意义
碳纤维增强聚合物(CFRP)以其优异的比强度、比模量、耐腐蚀性和可设计性等优点,在航空航天、土木工程等领域得到越来越广泛的应用。
然而,CFRP材料的损伤往往难以用肉眼观察,一旦发生失效,可能导致灾难性后果。
因此,赋予CFRP结构自检测功能,实现对结构损伤的实时监测和预警,对于提高结构的安全性和可靠性具有重要意义。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,含自检测功能的智能CFRP结构已成为国内外研究热点。
1. 国内研究现状
国内学者在智能CFRP结构领域取得了一定的研究成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将针对CFRP结构的损伤特点和应用需求,重点开展以下几方面研究:1.深入分析CFRP结构的典型损伤模式和损伤机理,为自检测功能的设计提供理论依据。
2.研究适用于CFRP结构的传感器类型、传感机理、布置方式和信号处理方法,构建高效、可靠的传感网络。
3.探索传感器与CFRP结构的一体化集成方法,研究传感器嵌入方式对CFRP结构力学性能的影响,开发适用于智能CFRP结构的制备工艺。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。
1.理论分析阶段:-查阅国内外相关文献,了解CFRP结构损伤机理、自检测方法、智能材料与结构等方面的研究现状。
-分析CFRP结构的典型损伤模式和损伤机理,建立损伤模型,为自检测功能的设计提供理论依据。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.提出一种基于新型传感材料的CFRP结构自检测方法,相较于传统方法,该方法具有更高的灵敏度、精度和可靠性。
2.开发一种高效、可靠的传感器网络设计方法,优化传感器类型、数量和布置方式,提高损伤识别和定位精度。
3.探索传感器与CFRP结构的一体化集成方法,最大限度地减少传感器对CFRP结构力学性能的影响,并开发适用于智能CFRP结构的制备工艺。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 谢盛,王波,张超,等. CFRP加固混凝土结构长期性能研究进展[J]. 土木工程学报,2020,53(11):1-18.
2. 张宪,王志刚,王浩. 基于压阻传感器的CFRP智能层合板损伤监测研究进展[J]. 材料导报,2019,33(S1):285-289.
3. 刘伟庆,陈浩森,范华,等. 基于光纤传感的CFRP结构健康监测技术研究进展[J]. 振动与冲击,2021,40(12):11-22.
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