スマート構造と材料：原理と応用

現代のエンジニアリングでは、環境変化を感知し、リアルタイムで適応して重大な故障を防ぐことができる構造が求められています。このコースでは、スマート材料とアクティブ制御システムが土木、航空宇宙、機械工学をどのように革新するかを理解するための基礎的な道筋を提供します。従来の受動的な構造の理解から、アクティブで自己監視型のスマートシステムの分析へと移行し、センサーとアクチュエーターを統合して応答性の高い構造要素を作成する方法を学びます。 学習内容： - 圧電材料、形状記憶合金、電歪ポリマーを含むスマート材料の基本的な物理学を理解します。 - 構造の健全性を監視し、動的な外部荷重に応答するためのセンシングおよびアクチュエーションシステムを構成します。 - エンジニアリング構造におけるアクティブな振動減衰と形状制御を実現するために、基本的な制御アルゴリズムを適用します。 - IoTベースのデータ収集やデジタルツインの基礎を含む、現代の構造ヘルスモニタリングの概念を探求します。 - 明確な記述的導出を通じて、スマートな梁、プレート、トラスを支配する数学的モデルを分析します。 このコースは、スマート材料のコア定義と物理学から始まり、センサーとアクチュエーターの統合、制御設計、現代の構造ヘルスモニタリングの応用へと進みます。スマートシステムに初めて触れる工学部の学生、研究者、実務エンジニア向けに設計されており、スマート材料に関する高度な事前知識は必要ありません。今日から読み始めて、次世代の適応型で回復力のあるインフラストの基盤を築きましょう。