双质量悬臂梁式可调频压电俘能器

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1、’晰齡？学校代码：１０００４密级：公开ｍＫＫＫＭ／ＭＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文３双賴悬Ｓ梁式可刪邮＃能｜｜胃０作者姓名蓄敏戸嗎学科钱止木工程指导教师向宏军教授ｆ，＾胃誠系±木建胆程学院＾聲ＳＳ：刖目驗；１漏於＇交道乂攀硕击学位论文双质量悬臂梁式可调频压电俘能器ＡＦｒｅｕｅｎｃｙＴｕｎａｂｌｅＥｎｅｒＨａｒｖｅｓ化ｒＵｓｉｎｑｇｙｇＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＢｅａｍｗｋｈＴｗｏＭａｓｓｅｓ作者：张学敏导师：向宏军北京交通大学

2、２０１６年５月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留。特、使用学位论文的规定授权北京交通大学可，１＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；导师签名；签字日期／：心八年７月／日签字日期：年７月＾１学校代码：０００４密级：公开化京交通大学硕：ｔ学位论文双质量悬臂梁式可调频压电俘能器ＡＦｒｅｕｅｎｃＴｕｎａｂｌｅ

3、ＥｎｅｒＨａｒｖｅｓｂｒＵｓｉｎｑｙｇｙｇＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＢｅａｍｗｉ化ＴｗｏＭａｓｓｅｓ作者姓名：张学敏学号：１３１２１１４４导师姓名：向宏军职称：教授学位类别：工学学位级别：硕±学科专业：王木工程研究方向：智能材料与结构北京交通大学２０１６年５月致谢本论文是在向宏军教授的悉也指导下完成的，从论文的选题、研究思路、计算分析及论文的修改无不凝聚着向老师的也血。向老师渊博的知识、严谨的治学作风、精益求精的工作态度及幽默谦逊的风范给了我极大的帮助和影响。导师不仅给予我学业上的督导并在治

4、学态度和处事方式上谭惇教诲，在论文写作期间不辞劳苦地提供意见，在此向导师表示最真诚的感谢与敬爱。、在工作及撰写论文的过程中，石志飞教授给予了我很大的关屯和帮助，特别是对我的科研工作和论文都提出了很多宝贵的意见，在此向石老师表示由衷的感谢。，，王建军在科研工作及撰写论文期间感谢孙静副教授和程志宝老师、张之伟、尹亮、刘潇端等人对我研究工作给予的热情帮助。感谢这个学术氛围浓厚、充满活力的科研团队的所有成员，在这学到的点滴让我终生受益。感谢室友陈安亮、张晓阳和张星灿给我创造良好的作息环境レッ及他们对我生活学习上的关也和支持。另外感谢家人多年来不遗余力的支

5、持我的学业，同时也感谢所有关必我、支持我的朋友们。感谢国家自然科学基金（５１５２２８０３）和教育部新世纪优秀人才支持计划－ＮＣＥＴ－１０６５８）。（３对本文的资助北京交通大学硕±学位论文摘要摘要为了保证车辆的安全运行，通常在重要结构（如桥梁）上安装无线传感器，一个急需解决的问题但如何长期有效地给无线传感网络供电成为了。采用压电俘，进而为无线传感节点供电能器能俘获环境振动能。俘能器在其基频附近俘获能量的效率最高，但目前的压电俘能器基频固定，对外界环境的适应性差。基于Ｗ一上两点，本文提出了种新型的频率可调的压电俘能器，，并将其安放于桥梁下面用

6、来收集桥梁的振动能。当车辆经过时引起桥梁振动，进而引起俘能器的振动，该俘能器通过正压电效应将振动能转化为电能。这样可为桥梁监测所用的各类传感器提供新的能量来源。一针对这种新型的可调频压电俘能器，本文主要内容分四章章给出了课：第题的研究背景和意义；第二章对研究理论与方法进行了介绍；第Ｈ章基于一－类压电本构方程ＥｕｌｅｒＢｅｍｏｕｌｌｉ梁理论，采用第，给出了可调频压电俘能器的输出电压与外激励频率及负载电阻之间的解析关系，然后具体分析了各个参数对俘能效率的影响，；第四章将俘能器安置于桥梁首先给出了该桥梁在简谐荷载下的振动响应，运用ＡＮＳＹＳ建立分析，然后求

7、得的加速度响应为俘能器的输入激励模型，给出桥下压电俘能器的输出电压。本文Ｗ实际工程需求为背景，通过理论和数值方法对可调频压电俘能器进行研巧一，为桥梁振动俘能应用提供定的借鉴。：能量收集关键词；可调频压电俘能器；桥梁振动；ＡＮＳＹＳ仿真ｉｉｉ北京交通大学硕±学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅ打ｓｕｒｅ化ｅｓａｆｅｔｙｏｆｍｏｖｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏ