路桥结构耐久性和安全问题一直是路桥建设与维护的重点,对路桥面结构的性能进行实时监测就显得尤为重要,这就对健康监测系统的相关技术提出了一定要求。:目前监测系统的内置微型电源性能还存在欠缺,无法很好的满足监测需要。在路桥监测系统电源方面目前主要使用Cymbal压电换能器作为内置电池为系统供能。而其中的Cymbal压电换能器存在应力集中,这样会降低其使用寿命,对其金属帽表面进行开槽处理,可以提高压电性能。目前,在路面能量转化和回收方面主要的设备为压电换能器。这种能量回收设备效率高且符合环保相关理念,开始受到广泛关注。本文主要是研究这种新型的压电换能器,研究时主要利用了有限元模型和其他压电相关理论和方法,主要理论和所得结果如下:首先,在参考路面结构和车辆运动特点基础上,依据压电耦合相关原理,选择了性能较优的Cymbal压电换能器结构,并进一步研究了其转化效率和能量输出特性,还分析了影响其开路电压与转化率的相关因素。其次,利用ANSYS软件对此种埋入式压电换能器进行了分析,并建立了有限元模型。然后结合路面信息和材料特征而确定出其主要性能和结构参数,并分析了这些参数和其开路电压、陶瓷应力等之间的关系,从而最终得到此种换能器的最佳结构尺寸。再次,由于Cymbal压电换能器中存在应力集中,导致工作寿命短,对金属帽表面进行开槽处理,提高压电性能,延长换能器使用寿命。利用软件建立了其有限元分析模型,并给出在沥青路面环境下其电能计算方法,论述了开槽参数对Cymbal压电换能器主要能量转换参数的影响;并探讨了受埋置深度影响下其相关性能变化。研究结果表明:埋入式开槽型Cymbal压电换能器不仅能提高输出电压,并且在减小环向应力方面有明显的作用。最后,为了更好的应用在路面内为健康监测系统供能,进行Cymbal型换能器电学等效分析,使用ANSYS软件对复合型Cymbal换能器建立模型,并具体分析探明了各种复合型Cymbal换能器的特性。结果表明,埋入式复合型Cymbal压电换能器中多层叠堆开环形槽式Cymbal的各项性能最佳。