行车荷载下沥青路面的振动表达及其与压电换能器耦合研究

项目名称： 行车荷载下沥青路面的振动表达及其与压电换能器耦合研究

项目编号： No.50908177

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 轻工业、手工业

项目作者： 赵鸿铎

作者单位： 同济大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 沥青路面在行车荷载作用下产生变形、振动等响应（称为广义机械振动）会损害路面，加大噪音。随着人们对生活环境质量要求的提高以及对新能源的渴求，利用压电换能器的机械能-电能转换不仅能减轻路面损害和噪音，还可为生产生活提供电能，据测算，1公里双车道道路每小时可提供高达0.5兆瓦的电能，潜能可观。由于技术保密，目前国外公开的资料十分有限，因此迫切需要我国研发这一核心技术。本项目围绕行车荷载作用下沥青路面机械振动的表达和沥青路面与压电换能器耦合作用这两个关键问题，通过学科交叉和联合，采用理论分析、数值模拟、室内试验和现场测试等手段，探明行车荷载作用下沥青路面的力学响应和振动特征；综合能量表达的准确性和压电效应分析的边界条件，建立沥青路面机械振动表征模型和"路面-压电换能器"耦合作用模型；通过集成，测试分析实际工况下换能器的适应性和换能效率，从而为沥青路面能量收集用压电换能器材料和结构优化提供理论基础。

中文关键词： 沥青路面；机械振动；叠柱式压电换能器；路面－压电换能器耦合；能量收集

英文摘要：

英文关键词： Asphalt pavement；Mechanical vibration；PZT piles transducer；Pavement－transducer coupling；Energy harvesting