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Accès ouvert déclaré 2026 article

Integrated Triboelectric Energy Harvesting and Displacement Monitoring for Low-Frequency Railway Bridge Vibrations

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Achieving sustainable structural health monitoring remains a critical challenge for intelligent railway infrastructures, where distributed sensing networks require continuous power supply and long-term maintenance. Although low-frequency railway bridge vibrations simultaneously contain harvestable mechanical energy and structural state information, existing systems generally exploit these functionalities independently, resulting in increased system complexity and limited energy utilization efficiency. Here, we present an integrated triboelectric vibration energy harvesting and displacement monitoring device (THM) for low-frequency railway bridge vibrations. By incorporating a quasi-zero-stiffness (QZS) mechanism, the energy harvesting unit achieves an enhanced low-frequency response, delivering an open-circuit voltage of 280 V, a short-circuit current of 28 μA, and a peak power of 9 mW. The device charges a 22 μF capacitor to 4 V within 45 s under 1.5 Hz excitation, demonstrating its capability to power low-power electronics. Simultaneously, a freestanding triboelectric sensing unit enables real-time girder–pier displacement monitoring, displacement-direction identification, and structural safety warning, exhibiting excellent linearity (R2 = 0.9886) and stable operation over 20,000 cycles. This work provides an integrated strategy for simultaneously harvesting energy and monitoring structural displacement from low-frequency railway bridge vibrations, offering a promising route toward self-sustained intelligent bridge health monitoring systems.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Integrated Triboelectric Energy Harvesting and Displacement Monitoring for Low-Frequency Railway Bridge Vibrations
Date Crossref
23/07/2026
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

Innovative Energy Harvesting TechnologiesVibration Control and Rheological FluidsAdvanced Sensor and Energy Harvesting Materials

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