近年来,全世界很多国家都出现了能源紧缺的问题,面对能源危机的新挑战,能量回收技术的发展迫在眉睫。其中关于压电能量收集技术的研究如火如荼,尤其是在桥梁交通领域中,车辆在行驶过程中对环境输出了大量的机械能,这对于能量回收技术来说非常宝贵。车辆在桥梁上行驶而产生的机械能可以利用压电能量收集技术转化为电能,并供给桥梁监测系统的各种无线电传感器使用,可以克服当前传感器电池寿命短、更换难等难题。本文旨在通过理论分析、数值仿真、实验验证等方法探究压电能量收集装置的力电特性,从而设计出更加高效且适用桥梁工程领域的装置,相关的研究工作和结论如下:（1）通过欧拉伯努利梁理论建立了双晶压电悬臂梁能量收集器的分布参数控制方程,利用模态叠加法求解,得到了特征频率、电压输出和功率输出的解析解。然后利用有限元软件ANSYS建立相应的收集器模型,通过分析得出收集装置的力电性能。再通过搭建科学的实验平台,设计出实体收集装置,通过实验分析得出相关的收集性能结果。最后将三种分析方法的结果进行对比,验证了理论及仿真分析的正确性和精确性。（2）利用理论分析及数值仿真两种分析方法对双晶压电悬臂梁能量收集器进行了参数化分析。分别探究了结构参数及压电参数对收集装置的动力特性及力电特性的影响规律,其中结构参数包括压电材料的覆盖位置、末端质量块密度、悬臂梁长宽比、压电层及基底层的厚度比,压电参数包括压电材料的压电常数及介电常数。研究表明,理论分析方法和数值仿真方法结果相近;除压电常数外的其他参数对装置的固有频率及收集性能都是单向影响,只有压电常数存在最优解;基于欧拉伯努利梁模型的理论分析仅考虑了正压电效应,而与正压电效应同时发生的逆压电效应没有考虑。（3）分别对跨座式单轨桥梁及连续梁式公路桥梁进行了振动能量收集分析。首先利用有限元软件对两种桥梁进行数值建模;然后分析随机交通下车致桥耦合振动下的加速度数据,根据振动特性设计了相应的双晶悬臂式压电能量收集装置,并采用有限元仿真验证了装置的力电性能;最后根据车速快慢、车载大小、路面等级、交通量等因素分成不同工况,分别分析每种工况下的电压输出及收集能量,从而进行对比,结果发现:车速的快慢并不会明显改变桥梁振动的加速度幅值,然而车载越重、路面状况越差、交通量越高等都会显著提高桥梁振动的加速度幅值,进而提高收集器的电压输出及总收集能量。不仅如此,本研究还通过日流量统计针对这两种桥梁进行全天的能量收集对比,虽然安装于跨座式单轨桥梁的收集器在主要工作时间段内的收集功率高于安装在连续梁式公路桥的收集器,但关于单日的总收集能量方面,却远低于安装在公路桥的收集器。