孙 舒，曹树谦，姜 南，刘承前，张文德，郎作贵，芮国林，王毅君

（1.天津大学 机械工程学院力学系，天津 300072；2.天津市非线性动力学与混沌控制重点实验室，天津 300072；3.江苏亿隆新能源科技发展有限公司，洪泽 223100）

1880年，法国物理学家居里兄弟发现，当在某一类晶体上施以压力时，会有电性产生，从此揭开了人们对压电材料的认识和研究。在社会迅猛发展的今天，人们对能源的需求越来越多，压电发电作为一种新的发电形式也越来越多的引起人们的关注。

压电发电是利用压电陶瓷的正压电效应，将人类在生活、工作以及机动车行驶过程中产生的动、压能量直接转换为电能的一种发电形式。它能量密度高，节约能源，成本低廉且无空气污染，符合发展低碳经济的理念。2005年，美国密歇根理工大学的研究人员发明了可以提供电能的背包，背带是用聚偏氟乙烯（PVDF）制成的，当负重100磅的士兵以2～3 km的时速行走时，可以产生45.6 mW 的能量［1］；2008 年圣诞前夕，日本音力发电公司研究人员［2］在东京涉谷火车站的人行道上铺设了四块地嵌板，当行人从上面踩过时，嵌板可以进行发电并为圣诞灯饰提供电力供应；2009年1月，以色列开放世界上第一条可以发电的公路，汽车在公路上行驶1英里便可产生超过640千瓦电量，足以为12辆小型汽车供电；2009年7月，伦敦国王十字大街的生态环保夜总会开张，它有一发电舞池，发电地板将人们产生的能量储存在充电电池中，可以解决夜总会60%的电力需求。

Kendall［3］设想在人足底安装压电陶瓷块，步行时通过人体对鞋底的压力使压电陶瓷变形发电，他模拟人走路时的条件，设计了测量电路，单层压电晶体能产生15 mW的电能；……