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目录
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 压电效应诞生
1.2.2 压电理论模型发展
1.2.3 压电材料研究现状
1.2.4 压电换能器结构研究现状
1.2.5 压电技术的道路应用现状
1.2.6 研究现状总结
1.3 研究内容与创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 创新点
1.4 技术路线
2 路用半球式压电换能器研制与性能分析
2.1 试验概述
2.1.1 压电陶瓷材料选取
2.1.2 压电换能器盖板设计
2.1.3 压电换能器制备
2.1.4 试验测试设备
2.1.5激励频率与负载设置
2.2 压电能量转换方程
2.3 半球型压电换能器输出性能分析
2.3.1 不同激励频率和负载下的开路电压
2.3.2 不同激励频率和负载下的短路电流
2.4 半球型与平片型压电换能器输出性能对比
2.4.1 不同尺寸结构换能器的开路电压对比
2.4.2 不同尺寸结构换能器的短路电流对比
2.4.3 不同尺寸结构换能器的输出功率对比
2.4.4 两种不同结构换能器的对比总结
2.5 半球型压电换能器的动态极限荷载与疲劳性能
2.6 本章小结
3 基于行人与行车路面的压电能量采集器的室内和现场试验研究
3.1 试验概述
3.1.1 封装材料与结构设计
3.1.2 压电换能器单元优化
3.1.3 能量采集器布局
3.2 试验方法与过程
3.2.1 室内试验
3.2.2 行人路面试验
3.2.3 行车路面试验
3.3 实验室模拟负载下 RPEH的动态响应
3.3.1 不同激励频率与位移下 RPEH 的开路电压
3.3.2 不同激励条件下 RPEH 的输出功率对比
3.3.3 RPEH 的匹配电阻与功率密度
3.4 行人荷载下 RPEH的动态响应
3.4.1 行人荷载与踩落高度对 RPEH 开路电压的影响
3.4.2 行人荷载对 RPEH 负载电压与负载功率的影响
3.5 实际交通负载下 RPEH的动态响应
3.5.1 车辆空载时 RPEH 的动态响应
3.5.2 不同配重下 RPEH 的输出对比
3.5.3 关于不同能量采集器的输出讨论
3.6 本章小结
4 交通荷载下优化蜂鸣片压电换能器的疲劳退化试验研究
4.1 试验概述
4.1.1 试验测试单元制备
4.1.2 试验测试设备
4.1.3 交通荷载及环境温度的设置
4.2优化蜂鸣片压电换能器长期疲劳加载15天试验
4.2.1 输出有效值与疲劳退化率计算
4.2.2 15 天疲劳加载波形图
4.2.3 输出电压与输出功率有效值
4.2.4 输出电压与输出功率的退化率
4.3 不同加载方式下优化蜂鸣片压电换能器的疲劳退化试验
4.3.1激励频率对压电换能器疲劳性能的影响
4.3.2激励位移对压电换能器疲劳性能的影响
4.3.3环境温度对压电换能器疲劳性能的影响
4.4 本章小结
5 交通荷载下路面压电层对软土路基沉降的影响研究
5.1 试验概述
5.1.1 压电模块制作
5.1.2 软土路基及路面层的制备
5.1.3 试验模型合成及测试方法
5.2 带有压电层（有压电换能器）的试验模型的输出性能
5.2.1 不同激励频率与荷载下试验模型的输出性能
5.2.2 长期交通荷载下试验模型的输出变化
5.3 交通荷载下不同路面层对软土路基的影响分析
5.3.1 不同路面层下的软土路基沉降分析
5.3.2 不同路面层下的土压力变化分析
5.3.3 试验前后路基土的 SEM 扫描电镜分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果