碳纤维智能层的多场耦合机理及其场域诊断

一种能捕捉重大混凝土结构损伤信息并能进行场域诊断的碳纤维智能层，符合重大工程结构安全服役的需要。而制约这类碳纤维智能层在混凝土结构场域诊断应用的核心力学问题是：1）碳纤维智能层及被测结构的多场耦合机理；2）碳纤维智能层有关结构服役特性的场域诊断方法。本项目基于碳纤维智能层的功能特性与可覆盖性，将被测结构的力场转换为易于检测的电场，从而在含碳纤维智能层的被测结构构建一个应变或损伤的敏感场；并通过上述两个问题的研究，将在如下两个方面取得突破：1）通过耦合密度分布函数、非完善界面的能量泛函、物理相容条件等，建立碳纤维智能层及被测结构的两个不同层面的多场耦合分析理论；2）通过研究碳纤维智能层的边界近场谱数据重构与被测结构应变场的映射关系，建立服役结构的场域诊断方法。这将对智能复合材料力学，对重大混凝土工程服役过程中的材料损伤、衰变、使用寿命等本质特征的表征与评价，无疑是有意义的。