当今社会各行各业都在倡导节能、环保的主旋律，道路交通行业更是首当其冲。为了发展绿色道路交通、开发节能环保车辆，在道路交通行业开展车路耦合振动能量回收技术研究显得尤为重要和必要。本研究将运用理论分析、仿真模型、虚拟环境和真实环境优化实验等研究方法，重点开展了（1）车路耦合系统的振动能量回收机理的研究。在传统车路振动模型中，由于在车辆荷载作用下道路变形相对于车辆振动形变相差甚远，因此常将道路的形变是忽略不计，路面假设为刚性，只作为一个随机振动的激励，这与实际情形是不符的。鉴于传统研究模型当中的不足，本研究在传统振动模型的基础上引入了道路结构体系，建立了新的车路耦合振动线性模型。在模型中道路结构中的路面和路基被分别看成一个整体参与振动，采用质量—弹簧—阻尼元件进行模拟。（2）路面压电振子和轮胎压电振子模型的研究。基于能量转化最大化的考虑，本研究在子午线轮胎钢丝环带间和底盘测功机的转鼓表面沿着轮胎和转鼓的周向方向均匀放置多个压电材料贴片，形成压电环。同时，沿着轮胎和转鼓的轴向方向均匀布置多条压电环，压电环嵌入聚合物环内，使车路耦合振动能量得到最大限度的回收转化。利用有限元分析软件，对车路耦合的压电振子模型进行仿真分析。（3）车路耦合系统压电振子模型的优化实验研究。尝试利用底盘测功机的转鼓（替代道路）和实车轮胎构建车路耦合系统来验证道路和车辆机电能量转化程度和效率，实现对车路压电振子模型的优化，从而解决压电振子机电能量转化理论与实际的有效衔接问题。通过典型道路谱采集，利用振动实验台将道路谱植入振动实验台中，模拟典型道路与车辆轮胎之间的振动特性以及振动压电振子的能量转化情况，为底盘测功机与车辆振动特性分析奠定基础，从而解决压电振子机电能量转化理论与实际的有效衔接问题。本研究达到了预期的研究目的和研究成果，对车路耦合振动能量的基础理论研究、振动能量回收技术开发等领域具有重要科技探索意义，研究成果推动了车路耦合振动、振动能量回收等领域技术发展，为相关领域后续研究创造了有利条件。

黑龙江工程学院

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