考慮慣性影響的車致軌道振動能量俘獲研究.pdf

1、近年來，環(huán)境能量俘獲技術受到國內(nèi)外的高度關注，尤其是車致振動能量俘獲已經(jīng)成為一個新興的研究方向。隨著國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的需要，鐵路建設非常迅速，在龐大的鐵路網(wǎng)下蘊藏著巨大的環(huán)境能量。實際上，列車行駛會引起鐵路軌道的變形和振動，產(chǎn)生大量的機械變形能和振動能，利用能量俘獲技術把這些能量轉化成電能并儲存起來，可以為鐵路沿線結構的檢測、監(jiān)測以及鐵路周邊的用電設施等提供電能。
　　本文正是基于上述背景，以車致軌道振動和變形能俘獲為研究對象，根據(jù)壓

2、電理論，采用壓電俘能器將軌道機械能轉換成電能，重點在于建立分析模型和探明影響俘能輸出的各種因素。全文共分為五章:第一章給出了課題的研究背景、意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;第二章對車致軌道振動俘能的相關研究理論和方法進行簡單地回顧和敘述;第三章建立了車致軌道振動的分析模型，即將鐵路軌道簡化為彈性點支撐作用的多跨Timoshenko梁，列車荷載簡化為移動質量，考慮了慣性效應的影響，采用傳遞矩陣法、振型疊加法和Newmark法聯(lián)合求解了梁的動力響應并

3、分析了移動質量大小、移動速度和慣性力對動力響應的影響;第四章以軌道的動力響應作為壓電俘能器的輸入，并且為了方便分析，將儲能系統(tǒng)簡化為電阻負載，由此建立車致軌道振動俘能的理論解析，基于此解，重點考察了列車運行參數(shù)對俘能輸出的影響，也就是詳細分析了移動質量大小、移動速度和慣性力等因素對輸出特性的影響;第五章采用目前常用的能量收集電路，考慮了能量儲存過程，因為理論電路部分是高度非線性的，給出解析解非常困難，因此，本文采用Simulink對帶有