随着城市轨道交通里程和车辆数量的显著增加,车辆转向架悬挂系统的故障事故也呈现出增加的趋势,严重影响了车辆的安全与舒适性,对悬挂系统的振动状况进行在线检测是预防故障和保障车辆安全的必要前提。目前针对轨道悬挂系统振动状况的检测有如下方式,安装有源加速度传感器以检测振动信号,但存在线路改造困难、线路裸露等安全问题;应用带电池的无线检测节点实现在线振动信号检测,但存在续航不足、维护困难及电池爆炸等隐患。因此为实现长续航在线无线检测轨道车辆悬挂系统振动状况,本文以轨道车辆一系悬挂系统为研究对象,设计了一种新型自供电轨道车辆智能加速度传感模块结构,在采集一系悬挂加速度信号的同时能够收集振动能量实现系统自供电,主要研究内容和成果如下:（1）基于上海地铁5号线实测一系悬挂振动数据（50km/h）和SIMPACK仿真轨道车辆一系悬挂振动数据（50km/h与80km/h）,从时域和频域两方面进行分析,综合补充了实际线路与广泛线路状况下的一系悬挂振动特征,给出了自供电加速度传感模块的关键参数设计及要求。最后提出了整体结构设计方案,并指出核心自供电加速度计结构包含加速度传感源和压电集能器两部分。（2）以研究压电材料基础理论和压电方程为基础依据,分别推导了加速度传感源和压电集能器两部分理论模型,同时使用COMSOL软件建立了其有限元模型。分别以相同参数进行理论数值计算和有限元仿真,结果得到相近的压电集能器输出功率变化规律。证明了数值理论模型的推导正确,为有限元模型的结构优化过程奠定了理论基础。（3）使用COMSOL软件建立了完整自供电加速度计结构模型,通过仿真研究其结构参数对输出性能的影响关系,以关键设计参数标准为依据,不断调参仿真优化其结构参数,确定了最终自供电加速度传感计结构。（4）使用COMSOL软件设定振动频率与载荷条件,仿真最终加速度计结构,验证其振动模态、电压灵敏度及极限应力已符合设计要求。最后搭建振动实验测试台,控制实际振动参数,对结构实物进行振动实验。结果表明加速度源结构相较于仿真值,其电压灵敏度误差约9.71%,误差幅度约4.05m V。压电悬臂梁集能器结构相较于仿真值,其输出电压随一阶模态变化规律相同,一阶共振频率值仅相差1%。证明了有限元仿真值的有效性,说明该自供电加速度传感模块的结构设计,满足于轨道车辆一系悬挂系统振动环境,为后续针对无线检测节点的智能检测算法及传输等提供了硬件基础。