轨道交通压电俘能器的研制及其理论研究

项目名称： 轨道交通压电俘能器的研制及其理论研究

项目编号： No.51178040

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 建筑环境与结构工程学科

项目作者： 向宏军

作者单位： 北京交通大学

项目金额： 63万元

中文摘要： 一方面，轨道交通在我国发展迅速，庞大的铁路网下蕴藏着大量可利用的绿色能源（环境振动能）；另一方面，列车运行速度不断提高，也增大了风险，安全可靠的保障措施成为必然选择。本项目基于此，重点解决以下科学问题：1）利用压电材料得天独厚的力电转换特性，研制轨道交通专用的压电俘能器，把列车运行中的机械能转换成电能；2）基于压电弹性动力理论，研究俘能器构造对能量输出的影响机理，以及俘能器与轨道的协同工作机制，改善并优化俘能器的设计；3）利用能量捕获过程中形成的电信号逆向分析列车运行的相关参数，比如车速、载重、行车距离和列车流量等，必要时能提出预警，通过理论和实验研究，建立列车运行参数与输出电信号之间的关系。简言之，这是一种集俘能和监测为一体的综合技术，更为关键的是获取能源的途径是无污染和绿色的，而且与太阳能俘获过程不同，轨道交通振动能量俘获不受外界天气影响，只要有列车运行就能俘获能量。

中文关键词： 压电俘能器；交通系统；结构振动；力电耦合；移动荷载

英文摘要：

英文关键词： Piezoelectric energy harvester；Traffic system；Structural vibration；Electromechanical coupling；Moving load