淺析智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用

劉延慶

[摘要]隨著科技的發(fā)展，對各種智能化事物的研究不斷深入，比如智能手機(jī)，智能電視，智能控制系統(tǒng)。智能材料也是智能化的產(chǎn)物。隨著各國對智能材料的研究與應(yīng)用程度的持續(xù)加深，目前智能材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種工程之中，而土木工程便是應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。本文主要簡單闡述一下智能材料土木工程結(jié)構(gòu)振動控制與智能材料的概念，以及淺析智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]智能化事物；智能材料；土木工程；結(jié)構(gòu)振動控制 文章編號：2095-4085（2017）05-0031-02

目前智能材料在土木工程中的應(yīng)用主要是結(jié)構(gòu)振動的自動化，包含了自啟動，自調(diào)整，自調(diào)控，自恢復(fù)等內(nèi)容。它的應(yīng)用有效提高了土木工程結(jié)構(gòu)的耐用性、持久性與穩(wěn)定性。智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用為結(jié)構(gòu)振動提供了新的方法與途徑，在結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)中使用智能材料已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，未來發(fā)展前景良好。

1智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用

1.1對智能材料的簡述

智能材料是科技進(jìn)步后，智能化的產(chǎn)物，作為智能化的一大組成部分，目前智能材料在建筑領(lǐng)域取得了越來越大的關(guān)注度，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。當(dāng)前世界上主要的智能材料包括記憶金屬合金、電力伸縮材料、電流或者磁流導(dǎo)體。另外還有電力材料，所謂電力材料便是有關(guān)電力系統(tǒng)的智能化材料，主要包括電壓感應(yīng)器等。這些智能材料能夠根據(jù)地球的磁場變化以及對溫度變化的感知來調(diào)整自身所控制的機(jī)器，金屬器材的性質(zhì)、阻止力、消耗量以及振動結(jié)構(gòu)的振動幅度、振動次數(shù)、振動速度、大小與形狀等，然后再考慮實(shí)際需要等因素采用相應(yīng)功能的智能材料來制造相應(yīng)的器材，主要是動力系統(tǒng)與減少能耗的器材的制作。智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動中的應(yīng)用主要是利用智能材料生產(chǎn)自動調(diào)控的驅(qū)動器，被動控制的能耗減少設(shè)備以及降低振動幅度與次數(shù)還有速度的設(shè)備。這些由智能材料制作而成的設(shè)備具有反應(yīng)速度快、能耗低、出力大、操作方便等特點(diǎn)，而利用智能材料制成的設(shè)備較之其他一般材料所制成的設(shè)備具有很大的特點(diǎn)與很多優(yōu)勢，比如操作簡單方便，符合時(shí)代潮流，即將變?yōu)槲磥硗聊竟こ探Y(jié)構(gòu)振動控制中使用的主要驅(qū)動減振設(shè)備。

1.2對結(jié)構(gòu)振動控制的簡述

結(jié)構(gòu)振動控制是土木工程建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，建立良好的結(jié)構(gòu)振動控制系統(tǒng)不僅能增加建筑物的使用安全程度，還能夠提升房屋使用強(qiáng)度對以及對地下運(yùn)動的感知力與抵抗力，同時(shí)能夠減少干擾力因素對房屋的影響，更為重要的是，在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)能夠降低損失并進(jìn)行持續(xù)不斷的自我調(diào)控。雖然結(jié)構(gòu)振動控制系統(tǒng)在我國的發(fā)展勢頭很好，但是在實(shí)際運(yùn)行過程中，我國的結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)并不成熟，存有很多嚴(yán)重的問題，比如在災(zāi)害發(fā)生時(shí)系統(tǒng)可能就會停止運(yùn)行，是因?yàn)椴荒苓M(jìn)行外部所需的能源供給。

1.3結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用中存在的問題

上文提到了我國的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)并不成熟，存在著很多嚴(yán)重的問題，如系統(tǒng)停止運(yùn)行等。除此之外還有其他的問題，比如系統(tǒng)的預(yù)測不準(zhǔn)，這主要是以前運(yùn)用傳統(tǒng)材料制作結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的問題。眾所周知，結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)最重要的功能就是與安全有關(guān)。上文中提到結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)可以對災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，感知地下運(yùn)動的活動，但是以前就出現(xiàn)過對地下運(yùn)動感知不準(zhǔn)而造成巨大損失的先例。

1.4淺析智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用

我國智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用主要是電力設(shè)備、降低能耗的被動控制設(shè)備以及主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)對振動速度、次數(shù)、幅度等的控制。首先來談?wù)勲娏υO(shè)備，隨著智能化程度的不斷提高，電力設(shè)備在結(jié)構(gòu)振動控制中處于重要位置，而智能材料的運(yùn)用也是大大提升了電力設(shè)備運(yùn)行的安全性與各項(xiàng)性能；再談到降低能耗的被動控制設(shè)備，整個(gè)智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制之中的應(yīng)用技術(shù)上，降低能耗的被動控制設(shè)備處于附屬地位，主要功能就是怕它消耗太多能耗，由于是降低能耗所需要的，因此這個(gè)系統(tǒng)對于當(dāng)前社會的環(huán)保要求來說，盡管處于附屬地位，但還是會在未來得到長足的發(fā)展；而主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)便是智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制應(yīng)用的主要部分。結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)無一不與主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)有關(guān)，而智能材料在主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)中的作用主要是提升了主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，通過使用智能材料，讓主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的預(yù)測更準(zhǔn)確，從而避免安全事故的再次發(fā)生。用智能材料制造主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)主要是通過電路實(shí)現(xiàn)的。

2結(jié)語

未來我們的科技會越來越發(fā)達(dá)，我們的生活終將離不開科技的進(jìn)步。智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中發(fā)揮的作用與應(yīng)用范圍必將越來越大，所以科學(xué)家們應(yīng)該加快對于智能材料的研發(fā)速度，并且要與建筑實(shí)際相結(jié)合。