交通荷载作用下道路压电转换性能研究

发布时间：2022-07-29 18:00

　　道路交通运输是国家和社会发展的基石,随着中国特色社会主义的蓬勃发展,交通运输中的绿色低碳可持续发展越来越受到重视。本文结合室内交通荷载模型试验和理论分析,研究了道路压电转换的相关特性。本研究主要从水泥路面和沥青路面入手,对道路压电转换特性进行了较为系统的研究。主要内容分为以下三个方面:（1）在水泥混凝土路面条件下,采用单点激振加载。讨论了普通道路与压电道路（包含压电层）之间的动力响应差异性。分别通过竖向位移、峰值加速度和峰值土压力来分析了两种情况下道路的动力响应。对比两种道路情况发现,当设置压电层后,能够降低部分道路振动和能量耗散,并未对道路结构造成不利影响。（2）研究了水泥混凝土路面条件下的道路压电转换特性,考虑了激振频率、激振荷载、路基土条件、混凝土面层厚度和压电换能器位置对道路压电转换的影响。研究结果发现,刚性面层下的有效压电范围较广,且激振荷载和激振频率对其的影响尤为显著。（3）研究了沥青路面条件下的道路压电转换特性,考虑的影响因素有压电晶片的形状、激振荷载、激振频率和激振器数量、水泥稳定碎石层厚度、沥青面层厚度及平整度。研究结果表明,弹性双层板的压电耦合理论模型适用于该试验的... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 压电材料与压电效应
        1.2.2 压电装置结构
        1.2.3 压电能量采集技术在道路中的应用
        1.2.4 道路压电能量采集技术的问题和发展
    1.3 本文研究内容及路线
第2章 普通水泥道路和压电水泥道路的动力响应比较分析
    2.1 模拟试验
        2.1.1 试验设备
        2.1.2 试验方案
    2.2 试验结果分析
        2.2.1 竖向位移分析
        2.2.2 峰值加速度对比分析
        2.2.3 峰值土压力对比分析
    2.3 本章小结
第3章 水泥路面的压电能量采集分析
    3.1 模拟试验
        3.1.1 压电材料
        3.1.2 压电试验方案
    3.2 试验结果分析
        3.2.1 激振频率的影响
        3.2.2 激振荷载的影响
        3.2.3 路基土条件及面板厚度的影响
        3.2.4 压电换能器纵坐标位置的影响
    3.3 本章小结
第4章 沥青路面的压电能量采集分析
    4.1 模拟试验
        4.1.1 压电材料
        4.1.2 压电试验方案
    4.2 压电理论分析
        4.2.1 弹性双层板模型理论及验证
        4.2.2 压电理论耦合模型及验证
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 压电材料形状的影响
        4.3.2 激振频率的影响
        4.3.3 激振荷载的影响
        4.3.4 激振器数量的影响
        4.3.5 水泥稳定碎石层厚度的影响
        4.3.6 沥青面层厚度的影响
        4.3.7 沥青面层平整度的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
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本文编号：3666917