基于钢轨吸振器的多模态复合式俘能器性能研究

作     者：钱韦吉 雍胜杰 QIAN Weiji;YONG Shengjie

作者机构：西南石油大学机电工程学院成都610500 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第33卷第6期

页      面：672-682页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51505396) 中国博士后科学基金(2016M602711) 

主　　题：钢轨吸振器 振动能量 俘能器 发电 频带 

摘      要：针对现有的轨道振动俘能器效率低的问题,设计了一种钢轨吸振器和多模态压电电磁复合式俘能器结合的复合吸振器,在有效减轻轮轨系统振动的前提下回收振动能量,为低能耗轨旁设备供电。建立了车轮钢轨复合吸振器系统的摩擦耦合振动模型,与现场实测数据进行对比验证了模型的正确性。在此基础上,分析了多模态复合式俘能模块对轮轨系统振动特性的影响。使用顺序耦合与参数化分析方法,研究了其发电性能。分析结果表明,复合吸振器能有效降低轮轨系统的振动强度,集成的多模态压电电磁复合式俘能模块能有效拓宽0~600 Hz范围内振动能量的俘能频带,提高俘能效率,最大输出功率达8.78 mW。通过调节俘能模块的结构参数,提高悬臂梁的应变能,能进一步提高俘能效率。