1、論文以三維編織復(fù)合材料健康監(jiān)測為研究方向，使用碳納米管線作為傳感器嵌入三維編織復(fù)合材料，建立一種新的基于碳納米管線傳感器的三維編織復(fù)合材料健康監(jiān)測系統(tǒng)。其中，碳納米管線和三維編織復(fù)合材料相互結(jié)合的整體模型以及碳納米管線自身模型特征的研究成為健康監(jiān)測系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)之一。
　　本論文闡述了碳納米管線傳感器同三維編織復(fù)合材料相結(jié)合的方法，主要包括貼附材料表面監(jiān)測、軸向嵌入材料內(nèi)部監(jiān)測和編織嵌入材料內(nèi)部監(jiān)測。在貼附材料表面監(jiān)測的

2、方法中，提出“網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”的設(shè)計(jì)模型，根據(jù)貼附式網(wǎng)格結(jié)構(gòu)布局和算法設(shè)計(jì)，定義網(wǎng)格模型的碳納米管線狀態(tài)表達(dá)式和網(wǎng)格模型的交點(diǎn)表達(dá)式，為未來碳納米管線傳感器對材料表面監(jiān)測的進(jìn)一步研究工作提供理論基礎(chǔ)。
　　在軸向嵌入材料內(nèi)部監(jiān)測的方法中，分別介紹了將碳納米管線以三維五向、全五向、六向三種不同方式軸向嵌入到三維編織復(fù)合材料內(nèi)部的具體方法。在分析應(yīng)力源、應(yīng)力波特征的基礎(chǔ)上，提出基于“人工免疫”智能算法的傳感器優(yōu)化配置技術(shù)，它能提高搜索碳納米

3、管線傳感器最優(yōu)位置的收斂速度，同時較好的保持傳感器對全局的覆蓋率，節(jié)省傳感器的軸向嵌入數(shù)量。和其它智能優(yōu)化算法相比，免疫算法在保證快速收斂的同時較好地保持了種群的多樣性，能有效克服諸如“早熟”收斂陷入局部搜索的問題。
　　在編織嵌入材料內(nèi)部監(jiān)測的方法中，首先，設(shè)計(jì)出一種基于“矩陣論”的預(yù)制件中碳納米管線空間節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算方法，依此利用C＃語言開發(fā)實(shí)現(xiàn)了一款名為Matrix3DBraid1.0的圖形可視化計(jì)算機(jī)仿真程序，該程序具有批

4、量計(jì)算所有紗線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的能力，同時實(shí)現(xiàn)全體節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)存儲。其次，根據(jù)仿真程序Matrix3DBraid1.0輸出的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，可以制作節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)列表，從而可以得到某根碳納米管線傳感器L的各個節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，利用Bezier和B樣條曲線對這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維空間擬合可以得到L的空間表達(dá)式，并對空間表達(dá)式L求定積分計(jì)算出三維編織復(fù)合材料中碳納米管線的長度S;再次，通過試驗(yàn)比較三維編織復(fù)合材料中碳納米管線空間表達(dá)式L的測量值和模擬仿真值，給出誤差分析統(tǒng)計(jì)