近年來,隨著化石資源的過度開采,我國面臨越來越嚴(yán)重的能源危機(jī)問題。而道路系統(tǒng)是機(jī)械能富集的區(qū)域,對道路系統(tǒng)逸散的機(jī)械能進(jìn)行收集再利用,可以緩解我國愈加嚴(yán)重的能源壓力,符合綠色發(fā)展的理念。摩擦納米發(fā)電技術(shù)是近年來興起的新能源技術(shù),主要用于收集環(huán)境微弱機(jī)械能,具有原理簡單、成本低廉等特點。基于此,開展基于摩擦納米發(fā)電技術(shù)進(jìn)行道路系統(tǒng)機(jī)械能收集的相關(guān)研究是十分有意義的。論文采用理論與試驗相結(jié)合的方法,開發(fā)了一套基于摩擦納米發(fā)電技術(shù)的道路系統(tǒng)機(jī)械能收集裝置,并通過室內(nèi)試驗驗證了裝置進(jìn)行道路系統(tǒng)機(jī)械能收集的可行性,最后采用室內(nèi)模擬試驗完成了裝置在道路上的應(yīng)用研究,具體工作及結(jié)果如下所示:（1）基于道路系統(tǒng)的環(huán)境特點,選擇接觸式摩擦納米發(fā)電機(jī)進(jìn)行道路系統(tǒng)機(jī)械能收集,并通過理論分析及有限元模擬,得到上下極板間距及表面積改變對接觸式摩擦納米發(fā)電機(jī)的能量輸出性能的影響規(guī)律,為接下來進(jìn)行裝置設(shè)計提供依據(jù)。（2）利用有限元模擬結(jié)果確定裝置核心部件的關(guān)鍵尺寸,并結(jié)合道路環(huán)境特點完成裝置的設(shè)計;利用MTS-810加載平臺進(jìn)行加載,確定裝置進(jìn)行道路系統(tǒng)機(jī)械能收集的可行性,并通過對比各因素在不同水平下的裝置輸出性能... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 摩擦納米發(fā)電機(jī)的基本模式及原理
        1.2.2 摩擦納米發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計研究現(xiàn)狀
        1.2.3 摩擦納米發(fā)電機(jī)制備工藝研究現(xiàn)狀
        1.2.4 國內(nèi)外研究綜述簡析
    1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線圖
第2章 基于有限元法的摩擦納米發(fā)電機(jī)電學(xué)性能變化規(guī)律仿真分析
    2.1 摩擦納米發(fā)電機(jī)類型確定
    2.2 接觸式摩擦納米發(fā)電機(jī)的基本理論及影響因素分析
    2.3 基于有限元法的摩擦納米發(fā)電機(jī)仿真規(guī)律分析
        2.3.1 有限元建模過程簡述
        2.3.2 上下極板間距改變對能量輸出性能的影響規(guī)律分析
        2.3.3 上下極板表面積改變對能量輸出性能的影響規(guī)律分析
        2.3.4 基于仿真規(guī)律的裝置設(shè)計注意要點
    2.4 本章小結(jié)
第3章 道路系統(tǒng)機(jī)械能收集裝置設(shè)計及優(yōu)化
    3.1 道路系統(tǒng)機(jī)械能收集裝置設(shè)計及制作
        3.1.1 道路系統(tǒng)機(jī)械能收集裝置設(shè)計
        3.1.2 道路系統(tǒng)機(jī)械能收集裝置制備工藝
    3.2 室內(nèi)測試方法確定
        3.2.1 室內(nèi)加載裝置選擇及加載參數(shù)確定
        3.2.2 裝置能量輸出性能表征方法
    3.3 道路系統(tǒng)機(jī)械能收集裝置性能初測
        3.3.1 機(jī)械能收集裝置彈簧設(shè)計
        3.3.2 裝置能量輸出性能初測結(jié)果
    3.4 機(jī)械能收集裝置的性能優(yōu)化
        3.4.1 上下極板引線方式的優(yōu)化
        3.4.2 摩擦層材料膜厚的優(yōu)化選擇
        3.4.3 表面納米化處理程度的優(yōu)化選擇
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于室內(nèi)模擬試驗的裝置應(yīng)用研究
    4.1 室內(nèi)模擬試驗試驗方法確定
        4.1.1 室內(nèi)模擬試驗路面結(jié)構(gòu)確定
        4.1.2 瀝青混合料材料組成設(shè)計
        4.1.3 室內(nèi)模擬試驗裝置埋入方法確定
    4.2 道路各因素對裝置性能的影響
        4.2.1 不同行車荷載、行駛速度對裝置性能的影響
        4.2.2 溫度對裝置性能的影響分析
        4.2.3 濕度對裝置性能的影響分析
        4.2.4 長期加載對裝置性能的影響
    4.3 機(jī)械能收集裝置在道路上的應(yīng)用研究
        4.3.1 機(jī)械能收集裝置應(yīng)用實例
        4.3.2 多個裝置不同連接方式對性能的影響規(guī)律研究
        4.3.3 裝置在道路上的埋設(shè)位置研究
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于PTFE高分子薄膜的柔性摩擦納米發(fā)電機(jī)的構(gòu)建及其應(yīng)用研究[D]. 王萌.鄭州大學(xué) 2018
[4]基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的汽車能量收集與自驅(qū)動車載傳感器的研究[D]. 郭桐.鄭州大學(xué) 2018
[5]基于聚乳酸紡絲薄膜和砂紙倒模明膠薄膜完全可降解的摩擦納米發(fā)電機(jī)[D]. 潘睿正.浙江大學(xué) 2018
[6]基于聚二甲基硅氧烷改性的摩擦納米發(fā)電機(jī)的研究[D]. 張緒武.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[7]基于天然巖瀝青復(fù)合改性O(shè)GFC路用性能研究[D]. 龔巍.重慶交通大學(xué) 2017
[8]基于有限厚度試件的瀝青混合料疲勞試驗開發(fā)及評價方法研究[D]. 周濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[9]基于摩擦納米發(fā)電機(jī)式的自供電傳感器系統(tǒng)的研究[D]. 李明澤.大連理工大學(xué) 2017
[10]PDMS基摩擦電納米發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)理及影響因素研究[D]. 張偉.江蘇大學(xué) 2016



本文編號：2911804