本發(fā)明涉及汽車(chē)零部件檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別的涉及一種變速箱殼體變形試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

變速箱殼體作為變速器總成中的重要基礎(chǔ)部件，與發(fā)動(dòng)機(jī)、懸置等整車(chē)部件連接，將變速箱中的齒輪、軸、軸承及撥叉等有關(guān)零部件組裝成一個(gè)整體，保持齒輪、軸系之間的正確位置，并使它們按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞動(dòng)力。變速器的各軸均通過(guò)軸承支撐在箱體上，齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，箱體承受較大的載荷，同時(shí)其又承受整車(chē)制動(dòng)或者加速時(shí)動(dòng)力總成引起的慣性力與沖擊并產(chǎn)生較大的變形和應(yīng)力，因此箱體的強(qiáng)度、剛度和疲勞性能直接影響變速器的可靠性和壽命，進(jìn)而影響整車(chē)的使用性能。目前，鮮有對(duì)變速箱箱體的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行試驗(yàn)的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種變速箱殼體變形試驗(yàn)方法，能夠模擬變速箱在車(chē)輛行駛過(guò)程中殼體所承受的載荷，對(duì)變速箱殼體的變形量和主應(yīng)力值進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，為變速箱殼體剛度和強(qiáng)度試驗(yàn)評(píng)價(jià)提供了一種高效準(zhǔn)確的方法，同時(shí)為變速器設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，提高變速箱的可靠性和壽命。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種變速箱殼體變形試驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟：

A、將待測(cè)變速箱按照實(shí)車(chē)安裝定位方式安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，并將待測(cè)變速箱的輸出軸抱死固定；

B、將待測(cè)變速箱的輸入軸與扭矩加載裝置的輸出軸相連，并在二者之間設(shè)置扭矩傳感器和角位移傳感器，分別用于檢測(cè)扭矩加載裝置的輸出軸的轉(zhuǎn)角和施加在待測(cè)變速箱的輸入軸的扭矩；

C、在待測(cè)變速箱的殼體上選取殼體變形的待測(cè)點(diǎn)，并將應(yīng)變片或應(yīng)變花貼在選取的待測(cè)點(diǎn)處；

D、通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)獲取扭矩傳感器和角位移傳感器的檢測(cè)信號(hào)，將變速箱掛入前進(jìn)檔位或倒車(chē)檔位中，采用閉環(huán)控制的方式控制扭矩加載裝置對(duì)待測(cè)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，加載時(shí)，先將扭矩加載裝置的輸出扭矩在時(shí)間t1內(nèi)由零逐漸增加至扭矩設(shè)定值，并在時(shí)間t2內(nèi)保持穩(wěn)定，然后在時(shí)間t3內(nèi)由該扭矩設(shè)定值逐漸減小至零；

E、記錄粘貼在待測(cè)點(diǎn)上的應(yīng)變片或應(yīng)變花的應(yīng)變數(shù)據(jù)，通過(guò)應(yīng)力-應(yīng)變換算公式計(jì)算得到待測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力值。

采用上述方法，將變速箱掛入前進(jìn)或倒車(chē)檔位，通過(guò)扭矩加載裝置對(duì)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，由于變速箱的輸出軸固定抱死，使得變速箱的輸入軸和輸出軸存在相對(duì)的扭轉(zhuǎn)變形，改變殼體軸承支撐處的受力情況，使扭矩作用到變速箱殼體上，引起變速箱殼體的變形，采用應(yīng)變片或應(yīng)變花對(duì)變速箱殼體的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)應(yīng)力-應(yīng)變的換算公式，可以獲得準(zhǔn)確的主應(yīng)力值。采用計(jì)算機(jī)的閉環(huán)控制方式能夠確保扭矩加載裝置輸出的轉(zhuǎn)矩精度較高，且穩(wěn)定可靠；將扭矩由零逐漸增加至扭矩設(shè)定值和由扭矩設(shè)定值逐漸減小至零的加載過(guò)程，可以對(duì)變速箱殼體的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)；將扭矩保持在扭矩設(shè)定值，可以對(duì)變速箱殼體的靜態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)。這樣，可以完成對(duì)變速箱殼體的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)，接近變速箱的實(shí)際約束情況，有利于提高試驗(yàn)的可靠性和準(zhǔn)確性。設(shè)置角位移傳感器，可以通過(guò)角度控制調(diào)整變速器初始位置，消除間歇，以便于進(jìn)行扭矩控制，有利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步的，所述步驟D中，分別將變速箱掛入1檔、2檔和倒擋中，對(duì)處在不同檔位上待測(cè)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，在相同的時(shí)間t1內(nèi)將扭矩加載裝置的輸出扭矩由零逐漸增加至同一扭矩設(shè)定值，并在相同的時(shí)間t2內(nèi)保持穩(wěn)定，然后在相同的時(shí)間t3內(nèi)由該扭矩設(shè)定值逐漸減小至零。

由于變速箱1檔、2擋和倒擋的速比較大，輸出轉(zhuǎn)速低且扭矩大，所以在1檔、2擋和R擋齒輪所傳遞的扭矩、嚙合力以及殼體受力都比較大。采用上述工況加載方法，可以模擬變速箱殼體在實(shí)際行駛過(guò)程中受力較大的情況，有利于提高試驗(yàn)的效率以及準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步的，所述步驟D中，在同一檔位上，分別采用多個(gè)不同的扭矩設(shè)定值對(duì)待測(cè)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，保證每次加載過(guò)程中的t1、t2和t3分別對(duì)應(yīng)相等。

采用上述方法，在不同的扭矩設(shè)定值時(shí)，控制t1、t2和t3分別對(duì)應(yīng)相等，使得在相同的時(shí)間t1和相同的時(shí)間t3內(nèi)，由于幅值的不同，使得扭矩加載曲線的斜率會(huì)發(fā)生變化，這樣，可以對(duì)不同的動(dòng)態(tài)加載過(guò)程中殼體的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行測(cè)試。而將不同的扭矩設(shè)定值保持穩(wěn)定在相同的時(shí)間t2內(nèi)，可以對(duì)不同靜態(tài)幅值加載情況下變速箱殼體變形過(guò)程進(jìn)行測(cè)試。這樣，可以測(cè)試變速箱在實(shí)際行駛過(guò)程中所受到的不同幅值的穩(wěn)態(tài)載荷、不同的斜率的動(dòng)態(tài)載荷變下的變形情況，可以有效提高試驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性。

綜上所述，本發(fā)明具有能夠模擬變速箱在車(chē)輛行駛過(guò)程中殼體所承受的載荷，對(duì)變速箱殼體的變形量和主應(yīng)力值進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，為變速箱殼體剛度和強(qiáng)度試驗(yàn)評(píng)價(jià)提供了一種高效準(zhǔn)確的方法，同時(shí)為變速器設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，提高變速箱的可靠性和壽命等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為一種采用本發(fā)明方法的變速箱殼體變形試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為100Nm加載曲線1。

圖3為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為100Nm加載曲線2。

圖4為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為200Nm加載曲線1。

圖5為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為200Nm加載曲線2。

圖6為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為270Nm加載曲線1。

圖7為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為270Nm加載曲線2。

圖8為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為300Nm加載曲線1。

圖9為變速箱處于一檔位置時(shí)扭矩幅值為300Nm加載曲線2。

圖10為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)1在200Nm加載水平下的應(yīng)變圖。

圖11為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)1在200Nm加載水平下的計(jì)算應(yīng)力圖。

圖12為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)2在200Nm加載水平下的應(yīng)變圖。

圖13為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)2在200Nm加載水平下的計(jì)算應(yīng)力圖。

圖14為測(cè)點(diǎn)1在300Nm加載水平下3個(gè)檔位的主應(yīng)力值。

圖15為測(cè)點(diǎn)2在300Nm加載水平下3個(gè)檔位的主應(yīng)力值。

圖16為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)1在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下主應(yīng)力值。

圖17為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)2在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下主應(yīng)力值。

圖18為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)1在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下主應(yīng)力差值對(duì)比圖。

圖19為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)2在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下主應(yīng)力差值對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合一種采用本發(fā)明方法的變速箱殼體變形試驗(yàn)系統(tǒng)及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施時(shí)：如圖1所示，一種變速箱殼體變形試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺(tái)架裝置1以及測(cè)控系統(tǒng)2，所述試驗(yàn)臺(tái)架裝置1包括底座11，用于固定變速箱的輸入軸端的端連接支架12以及用于支撐變速箱的輸出軸端的末端支撐座13，所述端連接支架12和末端支撐座13上按照實(shí)車(chē)安裝定位方式安裝有待測(cè)變速箱14；所述底座11位于所述待測(cè)變速箱14的輸出軸的一側(cè)設(shè)置有用于固定抱死待測(cè)變速箱的輸出軸的固定抱死機(jī)構(gòu)15，所述待測(cè)變速箱14的輸出軸固定連接在所述固定抱死機(jī)構(gòu)15上；所述底座11位于所述待測(cè)變速箱14的輸入軸的一側(cè)設(shè)置有加載器支架16以及安裝在所述加載器支架16上的扭矩加載裝置17，所述扭矩加載裝置17的輸出軸與所述待測(cè)變速箱14的輸入軸同軸連接；所述測(cè)控系統(tǒng)2包括安裝在所述扭矩加載裝置17的輸出軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器21，粘貼在待測(cè)變速箱14的殼體的待測(cè)點(diǎn)上的應(yīng)變式傳感器22，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)23以及計(jì)算機(jī)24，所述轉(zhuǎn)矩傳感器21和應(yīng)變式傳感器22均通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)23連接至所述計(jì)算機(jī)24；所述計(jì)算機(jī)24還連接有用于控制所述扭矩加載裝置17的輸出扭矩的加載控制器25，所述加載控制器25連接至所述扭矩加載裝置17。

采用上述系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制加載控制器，主要控制扭矩加載裝置按照設(shè)定值對(duì)待測(cè)變速箱的輸入軸進(jìn)行扭矩的加載，由于固定抱死機(jī)構(gòu)將待測(cè)變速箱的輸出軸抱死，使得變速箱的輸入軸和輸出軸存在相對(duì)的扭轉(zhuǎn)變形，改變殼體軸承支撐處的受力情況，使扭矩作用到變速箱殼體上，引起變速箱殼體的變形，通過(guò)粘貼在待測(cè)變速箱殼體上的應(yīng)變式傳感器可以檢測(cè)到殼體的應(yīng)變數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算得到主應(yīng)力值，完成對(duì)變速箱殼體變形的測(cè)量。在扭矩加載裝置的輸出軸上安裝轉(zhuǎn)矩傳感器，便于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)能夠獲取到扭矩加載裝置輸出的實(shí)時(shí)扭矩，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩加載裝置閉環(huán)控制，提高扭矩輸出的精度。

實(shí)施時(shí)，所述加載器支架16為下端具有彈性的彈性支架。

這樣，可以減少施加扭轉(zhuǎn)負(fù)荷時(shí)因樣品變形帶動(dòng)扭矩加載裝置微小的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，具有緩沖和復(fù)位的作用。

實(shí)施時(shí)，所述應(yīng)變式傳感器22設(shè)置有多個(gè)，分別粘貼在待測(cè)變速箱14的輸出軸后軸承孔的外側(cè)邊緣、中間軸后軸承孔的外側(cè)邊緣、后殼軸承位置施加載荷處、中殼軸承位置施加載荷處以及主箱體外側(cè)。

由于上述位置通常是變速箱在實(shí)際行車(chē)過(guò)程中受力以及有限元分析應(yīng)力較大的位置，在這些部位設(shè)置應(yīng)變式傳感器可以得到更加準(zhǔn)確地測(cè)量結(jié)果。

實(shí)施時(shí)，所述扭矩加載裝置17為液壓伺服扭轉(zhuǎn)作動(dòng)器。

液壓伺服扭轉(zhuǎn)作動(dòng)器具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)精度高、負(fù)載剛度大、控制功率大等特性。采用液壓伺服扭轉(zhuǎn)作動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的扭矩輸入，有利于提高測(cè)量準(zhǔn)確性。

具體實(shí)施時(shí)，所述扭矩加載裝置17的輸出軸上還設(shè)置有角位移傳感器。這樣，可以通過(guò)角度的控制調(diào)整變速器初始位置，消除間歇，以便于進(jìn)行扭矩控制，有利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

試驗(yàn)時(shí)，采用如下步驟：A、先獲取上述變速箱殼體變形試驗(yàn)系統(tǒng)，將待測(cè)變速箱按照實(shí)車(chē)安裝定位方式安裝在試驗(yàn)臺(tái)架裝置1上，并將待測(cè)變速箱的輸出軸抱死固定；

B、將待測(cè)變速箱的輸入軸與扭矩加載裝置的輸出軸相連，并在二者之間設(shè)置扭矩傳感器和角位移傳感器，分別用于檢測(cè)扭矩加載裝置的輸出軸的轉(zhuǎn)角和施加在待測(cè)變速箱的輸入軸的扭矩；

C、在待測(cè)變速箱的殼體上選取殼體變形的待測(cè)點(diǎn)，并將應(yīng)變片或應(yīng)變花貼在選取的待測(cè)點(diǎn)處；

D、通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)獲取扭矩傳感器和角位移傳感器的檢測(cè)信號(hào)，將變速箱掛入前進(jìn)檔位或倒車(chē)檔位中，采用閉環(huán)控制的方式控制扭矩加載裝置對(duì)待測(cè)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，加載時(shí)，先將扭矩加載裝置的輸出扭矩在時(shí)間t1內(nèi)由零逐漸增加至扭矩設(shè)定值，并在時(shí)間t2內(nèi)保持穩(wěn)定，然后在時(shí)間t3內(nèi)由該扭矩設(shè)定值逐漸減小至零；

E、記錄粘貼在待測(cè)點(diǎn)上的應(yīng)變片或應(yīng)變花的應(yīng)變數(shù)據(jù)，通過(guò)應(yīng)力-應(yīng)變換算公式計(jì)算得到待測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力值。

采用上述方法，將變速箱掛入前進(jìn)或倒車(chē)檔位，通過(guò)扭矩加載裝置對(duì)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，由于變速箱的輸出軸固定抱死，使得變速箱的輸入軸和輸出軸存在相對(duì)的扭轉(zhuǎn)變形，改變殼體軸承支撐處的受力情況，使扭矩作用到變速箱殼體上，引起變速箱殼體的變形，采用應(yīng)變片或應(yīng)變花對(duì)變速箱殼體的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)應(yīng)力-應(yīng)變的換算公式，可以獲得準(zhǔn)確的主應(yīng)力值。采用計(jì)算機(jī)的閉環(huán)控制方式能夠確保扭矩加載裝置輸出的轉(zhuǎn)矩精度較高，且穩(wěn)定可靠；將扭矩由零逐漸增加至扭矩設(shè)定值和由扭矩設(shè)定值逐漸減小至零的加載過(guò)程，可以對(duì)變速箱殼體的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)；將扭矩保持在扭矩設(shè)定值，可以對(duì)變速箱殼體的靜態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)。這樣，可以完成對(duì)變速箱殼體的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)，接近變速箱的實(shí)際約束情況，有利于提高試驗(yàn)的可靠性和準(zhǔn)確性。設(shè)置角位移傳感器，可以通過(guò)角度控制調(diào)整變速器初始位置，消除間歇，以便于進(jìn)行扭矩控制，有利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

其中，所述步驟D中，分別將變速箱掛入1檔、2檔和倒擋中，對(duì)處在不同檔位上待測(cè)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，在相同的時(shí)間t1內(nèi)將扭矩加載裝置的輸出扭矩由零逐漸增加至同一扭矩設(shè)定值，并在相同的時(shí)間t2內(nèi)保持穩(wěn)定，然后在相同的時(shí)間t3內(nèi)由該扭矩設(shè)定值逐漸減小至零。

由于變速箱1檔、2擋和倒擋的速比較大，輸出轉(zhuǎn)速低且扭矩大，所以在1檔、2擋和R擋齒輪所傳遞的扭矩、嚙合力以及殼體受力都比較大。采用上述工況加載方法，可以模擬變速箱殼體在實(shí)際行駛過(guò)程中受力較大的情況，有利于提高試驗(yàn)的效率以及準(zhǔn)確性。

其中，所述步驟D中，在同一檔位上，分別采用多個(gè)不同的扭矩設(shè)定值對(duì)待測(cè)變速箱的輸入軸進(jìn)行加載，保證每次加載過(guò)程中的t1、t2和t3分別對(duì)應(yīng)相等。

采用上述方法，在不同的扭矩設(shè)定值時(shí)，控制t1、t2和t3分別對(duì)應(yīng)相等，使得在相同的時(shí)間t1和相同的時(shí)間t3內(nèi)，由于幅值的不同，使得扭矩加載曲線的斜率會(huì)發(fā)生變化，這樣，可以對(duì)不同的動(dòng)態(tài)加載過(guò)程中殼體的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行測(cè)試。而將不同的扭矩設(shè)定值保持穩(wěn)定在相同的時(shí)間t2內(nèi)，可以對(duì)不同靜態(tài)幅值加載情況下變速箱殼體變形過(guò)程進(jìn)行測(cè)試。這樣，可以測(cè)試變速箱在實(shí)際行駛過(guò)程中所受到的不同幅值的穩(wěn)態(tài)載荷、不同的斜率的動(dòng)態(tài)載荷變下的變形情況，可以有效提高試驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性。

實(shí)施例：由于變速箱一檔二擋和倒擋的速比大，輸出轉(zhuǎn)速低且扭矩大，所以一檔、二擋和R擋齒輪所傳遞的扭矩、嚙合力，殼體受力都比較大，因此主要考慮變速器總成在1擋、2擋和R擋在輸入扭矩作用下的受力情況。

采用變幅值、變斜率的加載方式，綜合考慮變速箱動(dòng)態(tài)與靜態(tài)變形試驗(yàn)過(guò)程，試驗(yàn)時(shí)，在1擋、2擋和R擋的每個(gè)檔位上，在20s內(nèi)，分別將扭矩緩慢加載至100Nm、200Nm、270Nm和300Nm，并保持穩(wěn)定20s，然后在20s內(nèi)，分別將扭矩從100Nm、200Nm、270Nm和300Nm緩慢將為0Nm。加載時(shí)，將扭矩逐漸增大或減小，可以對(duì)變速箱殼體的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)。而將幅值穩(wěn)定一段時(shí)間，可以對(duì)變速箱殼體的靜態(tài)變形過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)。在扭矩增大或減小的過(guò)程中，由于在相等的20s內(nèi)，扭矩變化的幅值大小不同，使得幅值變化的斜率不一樣。這樣，可以對(duì)不同的動(dòng)態(tài)加載過(guò)程中動(dòng)態(tài)的殼體變形進(jìn)行測(cè)量。而將扭矩穩(wěn)定在不同幅值上可以對(duì)不同靜態(tài)幅值加載情況下變速箱殼體變形過(guò)程進(jìn)行測(cè)量。扭矩加載如圖2至圖9所示，從加載曲線可以看出，扭矩加載穩(wěn)定并且可以良好歸零，說(shuō)明本試驗(yàn)系統(tǒng)加載精度高、重復(fù)性好。

實(shí)際數(shù)據(jù)處理時(shí)，首先觀察每組數(shù)據(jù)的變化情況，粗看數(shù)據(jù)是否正常以及重復(fù)性是否良好并將每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變數(shù)據(jù)通過(guò)應(yīng)力-應(yīng)變換算公式計(jì)算得到每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力值，計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)在每種加載工況下3個(gè)樣本的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的差值，以及加載前和加載后穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的差值，以檢查應(yīng)變傳感器是否工作正常以及本試驗(yàn)系統(tǒng)的重復(fù)性。

三軸Y型等角應(yīng)變花的應(yīng)變-應(yīng)力換算公式如下：

其中，ε_x和ε_y分別為x軸和y軸方向的正應(yīng)變，ε₃₀、ε₉₀和ε₁₅₀分別沿30°、90°和150°方向的正應(yīng)變，σ₁,σ₂為測(cè)點(diǎn)主應(yīng)力，τ_max為測(cè)點(diǎn)最大剪力，γ_xy為切應(yīng)變，E為彈性模量，ν為泊松比。單軸應(yīng)變片的應(yīng)力-應(yīng)變計(jì)算公式如下：

σ＝Eε (7)

σ為應(yīng)力，ε為應(yīng)變，E為彈性模量

現(xiàn)以變速器處于一檔位置，測(cè)點(diǎn)1三軸Y型等角應(yīng)變花、測(cè)點(diǎn)2單軸應(yīng)變片在200Nm加載水平下的應(yīng)變-應(yīng)力變化情況為例，數(shù)據(jù)處理結(jié)果如圖10～圖13所示。

安裝與調(diào)試完畢之后，進(jìn)行試驗(yàn),分別采集5個(gè)測(cè)點(diǎn)R檔、1檔和2檔各3個(gè)應(yīng)變樣本，根據(jù)公式(1)-(7)計(jì)算主應(yīng)力值。僅以一檔的200Nm加載水平下測(cè)點(diǎn)2的應(yīng)變曲線說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果。由圖9～圖12可知，試驗(yàn)加載時(shí)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定上升，扭矩穩(wěn)定時(shí)，測(cè)點(diǎn)主應(yīng)力和應(yīng)變基本保持不變，卸載后應(yīng)力與應(yīng)變值恢復(fù)到試驗(yàn)前，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可良好歸零，說(shuō)明該變速箱殼體變形試驗(yàn)系統(tǒng)具有良好的可重復(fù)性。

以測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2為例，圖14為測(cè)點(diǎn)1在300Nm加載水平下3個(gè)檔位的主應(yīng)力值；圖15為測(cè)點(diǎn)2在300Nm加載水平下3個(gè)檔位的主應(yīng)力值；圖16為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)1在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下的主應(yīng)力值；圖17為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)2在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下的主應(yīng)力值；圖18為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)1在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下主應(yīng)力差值對(duì)比圖；圖19為變速箱處于一檔位置時(shí)測(cè)點(diǎn)2在不同加載幅值穩(wěn)態(tài)工況下主應(yīng)力差值對(duì)比圖。

由圖14和15可知，穩(wěn)態(tài)300Nm加載條件下，一檔、二擋和R檔的樣本測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2應(yīng)力最大值，均小于箱體材料的抗拉強(qiáng)度值，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。

由圖16和17可知，測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2在不同加載水平下應(yīng)力值不同，隨加載水平增加主應(yīng)力值呈遞增趨勢(shì)，在300Nm時(shí)，主應(yīng)力值最大；由圖18和19可知，在同一種扭矩加載水平下，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力差值是穩(wěn)定的，隨著扭矩加載水平的增加，應(yīng)力差值逐漸增加，符合實(shí)際情況，樣本數(shù)據(jù)重復(fù)性良好，測(cè)點(diǎn)2的應(yīng)力差較大，說(shuō)明測(cè)點(diǎn)2承受的應(yīng)力值較大。其中部分不同扭矩加載水平下S1初始應(yīng)力值不同，主要是試驗(yàn)測(cè)試間隔稍短，應(yīng)變片存在殘余應(yīng)力導(dǎo)致。

由上述分析可知，采用液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的變速器殼體變形試驗(yàn)系統(tǒng)，加載方法簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，精度高，具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。采用變斜率和變幅值加載方式，綜合考慮變速箱的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)殼體變形過(guò)程，接近變速器的實(shí)際約束情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，在同一種扭矩加載水平下，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力差值是穩(wěn)定的，隨著扭矩加載水平的增加，應(yīng)力差值逐漸增加，符合實(shí)際情況。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。