智能材料及其产业化应用前景.doc

智能材料及其产业化应用前景.doc智能材料及其产业化应用前景
智能材料是一类能感知外部环境变化并通过改变自分材料性能而对变化做山响应的自适应系统。不同于以往的传统材料,它可以模仿生命系统,具冇传感、处理和响应功能,它能根据环境条件的变化程度实现非线性响应己达到最佳适应效果。智能材料是继天然材料、合成高分子材料与人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术材料发展的一个重要方向,它将支撑未來高技术的发展,使传统意义下的功能材料与结构材料间的界限逐渐消失,从而实现结构功能化、功能多样化。
屮科院先进制造技术研究所智能材料实验立足研究和开发具有减振降噪,传感驱动等特性的新型智能材料和结构,并根据应用需求,将研究成果转化成产品。实验室将从智能流体,电/磁可控弹性体,减振降噪,制动传感等关键技术方面取得突破口,以新型材料特性的研究和实用型多功能阻尼器,传感器和制动器的开发为宽点,切合先进技术制造所机器人和智能装备学科方向的发展,开发多种适用于市场需求的新-•代智能器件。正在研发的磁敏材料是一•种力学性能可山磁场控制的新型功能材料。由于其具有响应快、可逆性好、以及通过凋节磁场大小可控制材料的力学性能连续变化等特点,因Iflj近年来在建筑、汽车、振动控制等领域都得到了广泛应用。
智能材料的应用主要在结构控制、振动减噪和驱动传感诸方㈨,产业化需求市场非常广泛。主要应川领域有:
汽车/交通:智能悬挂系统,刹车器,离合器;
桥梁/公路:智能桥墩支撑系统,健康监测;
机器人:柔性关节,人T肌肉,皮肤传感器;
传感器:压力传感器,触觉传感器;
噪声处理:高效低频隔振器件、隔振基础等各类隔振系统,控制室内噪声。
典型服务案例:
1、 车辆智能忌挂和防侧翻系统
问题:不同路况(振动)情况下汽车阻尼系统的响应及大货车的弯道翻滚
解决方案:利用磁流变液在磁场激励下的粘性可调特性,放对不M的路况,调节激励磁场的强度(即凋节电流),改变阻尼系数,从而获得较好的响应,增强汽车的舒适度和安全性。同时使用
屯子传感器、屯子控制电路和先进的可控车辆悬架部件的组合,开发合适的车辆稳定性控制系统。技术优势:可调范围人,控制简单。
市场前景:世界三火的汽车制造商一苴在做人童的研究开发运动型多川途车(suv)的侧翻防护系统。然而,H前已有的suv翻车防护系统的组件无法适川于军事和商用卡车的用途。主要suv 使用防抱死制动系统(ABS)是利用液压制动力以防止翻车。大多数的军用车辆和大型货车利用空气制动无法支持这种类型的ABS功能。我们设计的防翻滚系统将不依赖于动力制动,利用磁流变(MR)流体智能减振器以及传感和控制系统,从根木上消除翻转。智能悬挂和防侧翻系统防在
军用和W用大货•:的应用上存在很可观的lU场份额。大货•:尤其是军用•:辆造成大量受伤和死亡的翻车事故。。主要原W是一些军用车辆在安全功能上更新往往落后于民用车辆5、6年。通常军用车辆和大型货年事故造成的财产损火数额巨大,由于其冇较大的尺寸,冇时冇非常昂贵的货物。与其他形式的汽车碰撞相比,人货车的翻车事故往往更加致命,造成危害也更大。
因而,大货车侧翻防护系统具冇可观的以场份额。中国每年卡车销售3 5 0万左心。如果以7 000 元的保'、?价格出岱一辆卡车侧翻防护系统。在屮闲