北理工团队在柔性复合资料传感器范畴获得新开展——先进结构技能助力功能规划与使用探究
发布时间: 2024-12-23 栏目:火狐官方站点地址

  近来,北京理工大学先进结构技能研讨院传来喜讯,该校杨恒副教授团队在柔性复合资料传感器功能规划及使用研讨方面获得了明显开展。该团队的研讨成果以长篇总述的方式宣布在《Acta Mechanica Sinica》(《力学学报》英文版)上,并荣获Editors Pick,得到了业界的高度重视。

  研讨指出,柔性复合资料应变及应力传感器因它的灵敏度高、应变规模大、方式多样等明显长处,在可穿戴电子、智能机械、结构健康监测等范畴具有宽广的使用远景。但是,这些使用范畴往往伴随着大变形、高低温等极点环境,对柔性传感器的功能提出了更为严苛的要求。怎么树立导电橡胶类复合资料的力电传感模型,提醒结构-功能的依靠联系,从而完成传感器灵敏度、量程、线性度和安稳才能的协同提高,成为了该范畴亟待解决的关键问题。

  在这一布景下,杨恒副教授团队在方岱宁院士先进结构技能新思想的启发下,展开了深入细致的研讨工作。他们经过提醒导电橡胶类复合资料的结构-功能联系,开展出相应的力电传感模型,并规划完成了该类型传感器在灵敏度、量程、线性度和安稳才能方面的协同提高。

  团队的理论研讨获得了重要打破,树立了根据地道效应和导电网络的应变电阻模型,以及考虑黏弹性的应变电阻模型和力电耦合数值猜测模型。这些模型为柔性传感器的功能规划供给了坚实的理论基础。

  在传感功能规划方面,团队提出了根据内部导电网络规划、微观复合结构规划及外表导电层结构规划的传感功能调控办法。他们经过交联网络、互联网络、阻隔网络等多种内部导电网络规划,以及纤维、多孔结构、负泊松比结构等聚合物结构规划,完成了传感器功能的精准调控。一起,团队还提出了多层级结构与变形操控协同规划办法,为一起提高传感器灵敏度和量程供给了新思路。

  在使用方面,团队开始完成了橡胶类传感器在人机交互界面、人体运动状况监测及航天航空结构健康监测等方面的使用验证。尤其是在大型客机舱门密封结构界面监测和柔性变体飞行器变形监测方面,团队的研讨成果展现出了巨大的使用潜力。

  关于未来,团队表明将持续在传感机理模型、功能协同规划办法及使用探究等方面展开深入细致的研讨。他们将致力于构建大变形导电复合传感器的宏微观传感机理模型,提醒多层级结构与力电功能的内禀相关机制,并探究结构驱动的传感器逆向规划办法和结合AI算法的多点全场参量解耦及实时反应技能。

  此次研讨成果的获得,不只展现了北理工在柔性复合资料传感器范畴的科研实力,也为智能制作和先进配备的开展供给了有力的技能支撑。信任在方岱宁院士先进结构技能新思想的引领下,北理工团队将在该范畴获得更多立异性的研讨成果,为国家的科学技能进步和工业晋级做出更大的奉献。

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