隨著化石能源等不可再生的傳統(tǒng)型能源不斷被開采利用,能源變得越來越緊缺,因此各國學(xué)者都投入到新型能源的開發(fā)中,但目前使用較為廣泛的太陽能、風(fēng)能等新型能源易受到環(huán)境、天氣以及地域等諸多方面的限制,因此越來越多的學(xué)者開始對(duì)生活中最普遍的振動(dòng)能進(jìn)行研究,尤其是振動(dòng)能量巨大的鐵路軌道處;另一方面也可以將收集到的電能為軌道兩側(cè)的無線傳感器等設(shè)備供電。為了收集軌道處的振動(dòng)能量,學(xué)者們以采用壓電、電磁和磁致伸縮技術(shù)為主,但通過研究發(fā)現(xiàn),同樣的裝置安裝在軌道不同位置時(shí)轉(zhuǎn)換的電能大小是不同的,即安裝位置也起到一定作用。于是對(duì)目前各國學(xué)者研制的安裝在軌道鋼軌、軌枕各個(gè)位置處的能量收集裝置進(jìn)行研究以及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比,確定本文所設(shè)計(jì)的能量收集裝置安裝在直接承受較大載荷以及結(jié)構(gòu)較為簡單的扣件處,使用磁致伸縮材料進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。以下為研究的幾個(gè)方面:首先對(duì)鋼軌進(jìn)行受力分析,搭建出鋼軌-扣件的振動(dòng)微分方程,并采用校正積分法運(yùn)用MATLAB軟件求解出其中的扣件支反力,結(jié)果為最大值為30kN;選擇磁致伸縮材料中的Galfenol作為能量轉(zhuǎn)換材料并引入其特性,在Armstrong模型的基礎(chǔ)上結(jié)合維拉里（Villari）效應(yīng),并根... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 軌道處振動(dòng)能量收集裝置的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼軌處的振動(dòng)能量收集裝置
        1.2.2 軌枕頂部的振動(dòng)能量收集裝置
        1.2.3 軌枕底端的振動(dòng)能量收集裝置
    1.3 軌道振動(dòng)能量收集裝置選擇
    1.4 論文主體思想和具體章節(jié)安排
        1.4.1 論文主體思想
        1.4.2 論文章節(jié)內(nèi)容安排
第二章 鋼軌-扣件-能量收集裝置耦合振動(dòng)模型
    2.1 鋼軌—扣件振動(dòng)微分方程建立
    2.2 鋼軌—扣件振動(dòng)微分方程數(shù)值求解
    2.3 扣件—能量收集裝置數(shù)學(xué)模型的建立
        2.3.1 磁致伸縮材料的特性與種類選擇
        2.3.2 磁致伸縮材料Galfenol的維拉里效應(yīng)
        2.3.3 磁致伸縮材料Galfenol的磁滯特性
        2.3.4 磁致伸縮材料Galfenol的Armstrong模型
    2.4 鋼軌-扣件-能量收集裝置耦合振動(dòng)模型的建立
    2.5 本章小結(jié)
第三章 軌道扣件處振動(dòng)能量收集裝置設(shè)計(jì)
    3.1 鋼軌-扣件-能量收集裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 扣件處的能量收集裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.1 磁致伸縮材料Galfenol薄片的安裝位置選擇
        3.2.2 施加偏置磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)
        3.2.3 線圈骨架的設(shè)計(jì)
        3.2.4 感應(yīng)線圈的設(shè)計(jì)
        3.2.5 導(dǎo)磁外殼的設(shè)計(jì)以及永磁體安裝位置選擇
        3.2.6 外部電路的設(shè)計(jì)
    3.3 扣件處的能量收集裝置的仿真分析
        3.3.1 輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的仿真分析
        3.3.2 輸出功率的仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 軌道扣件處振動(dòng)能量收集裝置實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 軌道扣件處振動(dòng)能量收集裝置樣機(jī)制作
    4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原理
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器以及實(shí)驗(yàn)思路介紹
    4.3 實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)果分析
    4.4 總結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 論文不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄一


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的列車跟蹤研究[D]. 朱琎.蘭州交通大學(xué) 2013
[3]基于列車運(yùn)動(dòng)的軌道與地面振動(dòng)能量回收機(jī)理研究[D]. 汪杰.上海工程技術(shù)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2944736