權(quán)利要求書： 1.一種礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：所述試驗工裝包括底座、在底座上間隔設(shè)置的兩個支座以及設(shè)在兩個支座之間的橫向限位梁，兩個支座用于在豎直方向上承托電動輪，橫向限位梁用于側(cè)向限位電動輪進(jìn)而防止電動輪在重力作用下翻轉(zhuǎn)；

所述設(shè)計方法如下：

（1）通過F1=G/2，A1≥F1/σ1，求得A1；

在上式中，G為電動輪重量，F(xiàn)1支座受到的正壓力，σ1為支座的屈服強(qiáng)度，A1為支座的截面積；

（2）通過F2=（G*L1）/H，A2≥F2/σ2，求得A2；

在上式中，F(xiàn)2為電動輪作用在橫向限位梁上的橫向壓力，L1為電動輪的重心到F2作用在橫向限位梁上的面的橫向距離，H為電動輪重心到F2的縱向距離，σ2為橫向限位梁的屈服強(qiáng)度，A2為橫向限位梁的截面積；

（3）通過（G*L2）/2≥（9550*i*U*I）/n，求得L2；

上式中，L2為兩支座的間距，U、I、n、i參數(shù)分別為試驗大綱中要求的電動輪轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電機(jī)電壓、電流、轉(zhuǎn)速、減速器傳動比值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：A1和/或A2和/或L2取最小值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：對求得的A1乘以安全系數(shù)k1；

并且/或，對求得的A2乘以安全系數(shù)k2；

并且/或，對求得的L2乘以安全系數(shù)k3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：電動輪包括固定端和轉(zhuǎn)動端，固定端包括安裝板，試驗過程中兩支座與安裝板固定，橫向限位梁的側(cè)面與安裝板的側(cè)面相貼。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：安裝板的兩端分別固定連接有連接板，支座的頂部設(shè)有安裝槽，連接板設(shè)在安裝槽中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：所述底座為矩形框架，底座包括兩第一連接梁和兩第二連接梁，兩支座分別設(shè)在兩第一連接梁的頂部，橫向限位梁固設(shè)在兩第一連接梁之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：還包括步驟（4）：根據(jù)求得的A1、A2和L2值，建立有限元模型，對試驗工裝進(jìn)行有限元校核。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：綜合試驗工裝的幾何形狀、受力特點及對計算精度的要求的因素，選擇用四面體單元對后橋殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化處理；電動輪以其形態(tài)特點的形式安裝在試驗工裝上，計算模型中，焊縫以焊縫處節(jié)點重合的形式模擬；

在結(jié)構(gòu)的離散化完成以后,為了能用節(jié)點位移表示單元假設(shè)位移是坐標(biāo)的函數(shù)；根據(jù)所選定的單元位移模式導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元內(nèi)任一點位移的關(guān)系式,因此它也決定了相應(yīng)的位移插值函數(shù)，其矩陣形式為：①：{f}e=[N]{δ}e；

式①中{f}e為單元內(nèi)任一點的位移列陣；{δ}e為單元的節(jié)點位移列陣；[N]稱為形函數(shù)矩陣，它的元素是位移的函數(shù)；

單元力學(xué)特性的分析：

在選擇了單元類型和相應(yīng)的位移模式后,就可以進(jìn)行單元特性的分析,它包括下面三部分內(nèi)容：用幾何方程，由表達(dá)式①導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元內(nèi)任意一點應(yīng)變的關(guān)系式：②：{ε}=[B]{δ}e；

式②中{ε}是單元內(nèi)任一點的應(yīng)變列陣；[B]稱為單元應(yīng)變矩陣；

利用物理方程，由應(yīng)變的表達(dá)式②導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元應(yīng)力的關(guān)系式：③：{σ}=[D][B]{δ}e=[S]{δ}e；

式③中：{σ}是單元內(nèi)任一點的應(yīng)力矩；[D]是與單元材料相關(guān)的彈性矩；[S]稱為應(yīng)力矩陣；

利用虛功原理建立各單元的剛度矩陣，即單元節(jié)點力與節(jié)點位移之間的關(guān)系；其中：剛度方程為：④：{R}e=[K]{δ}e；

式④中：{R}e是單元的等效節(jié)點力矩陣；[K]是單元剛度矩陣；由此可以導(dǎo)出：⑤：[K]=∫∫∫[B]T[D][B]dxdydz；

根據(jù)以上計算的方法，得出試驗工裝有限元計算結(jié)果應(yīng)力圖。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，其特征在于：包括步驟（5）：對試驗工裝進(jìn)行跑合試驗以驗證試驗工裝的強(qiáng)度。

10.一種采用權(quán)利要求1中設(shè)計方法設(shè)計出來的試驗工裝的試驗方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）檢查電動輪：檢查電動輪螺栓是否有標(biāo)記，齒輪箱是否加注齒輪油；

（2）安裝試驗固定板：使用螺栓和螺母將固定板對稱安裝在電動輪機(jī)架上；

（3）接電源線：

用螺栓、墊圈以及螺母將電動輪三根電機(jī)大線的線鼻子和試驗電源三相線的線鼻子對接緊固，電機(jī)大線與試驗電源三相線接的線方式為：黃—黃、綠—綠、紅—紅，并將線纜接頭部分用絕緣膠帶嚴(yán)密纏繞；

用螺栓、墊圈以及螺母將電動輪的接地線線鼻子和試驗臺接地線線鼻子對接緊固，并將線纜接頭部分用絕緣膠帶嚴(yán)密纏繞；

線纜連接完成后，須確保線纜與電動輪轉(zhuǎn)動部分無干涉，若有，需用扎帶對干涉線纜進(jìn)行固定；

（4）安裝傳感器：使用2個溫度傳感器、1個振動傳感器以及1個噪聲傳感器，溫度傳感器貼片固定在齒輪油箱下方和試驗工裝上，監(jiān)測電動輪溫升與環(huán)境溫度變化；振動傳感器貼在靠近輪轂軸承的位置，監(jiān)測電動輪工作時振動頻率；噪聲傳感器安裝在距離電動輪1米處位置，監(jiān)測電動輪工作時噪聲；

（5）啟動設(shè)備自檢：合上墻壁上的磨合試驗臺電源，啟動控制臺，選擇手動試驗?zāi)Ｊ?，啟動變頻柜，打開檢測開關(guān)，檢查傳感器工作是否正常，并將所選用平臺頻率調(diào)節(jié)按鈕調(diào)到0的位置；

（6）正轉(zhuǎn)試驗：

選擇正轉(zhuǎn)試驗方式，按下面板上的啟動運行按鈕，等待10s，變頻器進(jìn)入運行狀態(tài)；慢慢旋轉(zhuǎn)選用平臺的頻率調(diào)節(jié)按鈕到58.1Hz，開始試驗，試驗過程中有異常，應(yīng)立即停機(jī)，檢查接線，安裝情況和設(shè)備狀態(tài)，排除異常因素，才能繼續(xù)試驗，試驗者應(yīng)觀察監(jiān)控整個試驗，不得擅離崗位；

（7）記錄數(shù)據(jù)：試驗開始后系統(tǒng)實時記錄電動輪運行的溫升、振動和噪聲數(shù)據(jù)，隨時觀察運行有無異常，若發(fā)現(xiàn)異常，及時停止試驗；

（8）試驗完成檢查：試驗完成后，旋轉(zhuǎn)選用平臺頻率調(diào)節(jié)按鈕到最小位置，待電動輪完全停止轉(zhuǎn)動后，將正轉(zhuǎn)旋鈕旋到停止位置，然后斷開選用平臺變頻器電源，待變頻器完全斷電后，才允許下一步操作，檢查齒輪是否漏油，以及減速器內(nèi)齒輪油是否在標(biāo)尺范圍內(nèi)；

（9）拆除接線，電動輪拆除。

說明書： 一種礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法及試驗方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及礦用自卸車電動輪試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法及試驗方法。背景技術(shù)[0002] 電動輪是電傳動自卸車中唯一的減速增扭機(jī)構(gòu)，由輪邊減速器、牽引電機(jī)、制動器等零部件組成，輪邊減速器通過螺栓固定在后橋殼上，電機(jī)通過花鍵套與輪邊減速器齒輪箱連接，制動器固定在牽引電機(jī)后端。通常以上部件均不是同一個供應(yīng)商生產(chǎn)制造，由于生產(chǎn)制造誤差，裝配好后還需要對電動輪進(jìn)行一系列試驗，以確保電動輪各個零件磨合到位。[0003] 由于電動輪試驗需要跑合試驗工裝，用來控制電機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下試驗，目前大多數(shù)廠家普遍做法是省略該項試驗，裝車后由整車運行代替跑合試驗，此方法雖能完成跑合試驗，但是在試驗中若發(fā)現(xiàn)不合格項，很難定位到故障具體的位置，且重新拆裝電動輪是非常困難的。[0004] 電動輪組裝后，重量可達(dá)8噸，因此對跑合試驗工裝的強(qiáng)度提出了很高的要求。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明目的是一種礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，采用該設(shè)計方法設(shè)計出來的試驗工裝，能夠用于對電動輪進(jìn)行裝機(jī)前的試驗，并能保證試驗工裝的強(qiáng)度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：[0006] 一種礦用自卸車電動輪試驗工裝的設(shè)計方法，所述試驗工裝包括底座、在底座上間隔設(shè)置的兩個支座以及設(shè)在兩個支座之間的橫向限位梁，兩個支座用于在豎直方向上承托電動輪，橫向限位梁用于側(cè)向限位電動輪進(jìn)而防止電動輪在重力作用下翻轉(zhuǎn)；所述設(shè)計方法如下：[0007] （1）通過F1=G/2，A1≥F1/σ1，求得A1；[0008] 在上式中，G為電動輪重量，F(xiàn)1支座受到的正壓力，σ1為支座的屈服強(qiáng)度，A1為支座的截面積；[0009] （2）通過F2=（G*L1）/H，A2≥F2/σ2，求得A2；[0010] 在上式中，F(xiàn)2為電動輪作用在橫向限位梁上的橫向壓力，L1為電動輪的重心到F2作用在橫向限位梁上的面的橫向距離，H為電動輪重心到F2的縱向距離，σ2為橫向限位梁的屈服強(qiáng)度，A2為橫向限位梁的截面積；[0011] （3）通過（G*L2）/2≥（9550*i*U*I）/n，求得L2；[0012] 上式中，L2為兩支座的間距，U、I、n、i參數(shù)分別為試驗大綱中要求的電動輪轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電機(jī)電壓、電流、轉(zhuǎn)速、減速器傳動比值。[0013] 進(jìn)一步的，A1和/或A2和/或L2取最小值。[0014] 進(jìn)一步的，對求得的A1乘以安全系數(shù)k1；并且/或，對求得的A2乘以安全系數(shù)k2；并且/或，對求得的L2乘以安全系數(shù)k3。[0015] 進(jìn)一步的，電動輪包括固定端和轉(zhuǎn)動端，固定端包括安裝板，試驗過程中兩支座與安裝板固定，橫向限位梁的側(cè)面與安裝板的側(cè)面相貼。[0016] 進(jìn)一步的，安裝板的兩端分別固定連接有連接板，支座的頂部設(shè)有安裝槽，連接板設(shè)在安裝槽中。[0017] 進(jìn)一步的，所述底座為矩形框架，底座包括兩第一連接梁和兩第二連接梁，兩支座分別設(shè)在兩第一連接梁的頂部，橫向限位梁固設(shè)在兩第一連接梁之間。[0018] 進(jìn)一步的，還包括步驟（4）：根據(jù)求得的A1、A2和L2值，建立有限元模型，對試驗工裝進(jìn)行有限元校核。[0019] 進(jìn)一步的，有限元校核的方法如下：[0020] 綜合試驗工裝的幾何形狀、受力特點及對計算精度的要求的因素，選擇用四面體單元對后橋殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化處理；電動輪以其形態(tài)特點的形式安裝在試驗工裝上，計算模型中，焊縫以焊縫處節(jié)點重合的形式模擬；[0021] 在結(jié)構(gòu)的離散化完成以后,為了能用節(jié)點位移表示單元假設(shè)位移是坐標(biāo)的函數(shù)；根據(jù)所選定的單元位移模式導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元內(nèi)任一點位移的關(guān)系式,因此它也決定了相應(yīng)的位移插值函數(shù)，其矩陣形式為：

[0022] ①：{f}e=[N]{δ}e；[0023] 式①中{f}e為單元內(nèi)任一點的位移列陣；{δ}e為單元的節(jié)點位移列陣；[N]稱為為形函數(shù)矩陣，它的元素是位移的函數(shù)；[0024] 單元力學(xué)特性的分析：[0025] 在選擇了單元類型和相應(yīng)的位移模式后,就可以進(jìn)行單元特性的分析,它包括下面三部分內(nèi)容：[0026] 用幾何方程，由表達(dá)式①導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元內(nèi)任意一點應(yīng)變的關(guān)系式：[0027] ②：{ε}=[B]{δ}e；[0028] 式②中{ε}是單元內(nèi)任一點的應(yīng)變列陣；[B]稱為單元應(yīng)變矩陣；[0029] 利用物理方程，由應(yīng)變的表達(dá)式②導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元應(yīng)力的關(guān)系式：[0030] ③：{σ}=[D][B]{δ}e=[S]{δ}e；[0031] 式③中：{σ}是單元內(nèi)任一點的應(yīng)力矩；[D]是與單元材料相關(guān)的彈性矩；[S]稱為應(yīng)力矩陣；[0032] 利用虛功原理建立各單元的剛度矩陣，即單元節(jié)點力與節(jié)點位移之間的關(guān)系；其中：剛度方程為：[0033] ④：{R}e=[K]{δ}e；[0034] 式④中：{R}e是單元的等效節(jié)點力矩陣；[K]是單元剛度矩陣；由此可以導(dǎo)出：[0035] ⑤：[K]=∫∫∫[B]T[D][B]dxdydz；[0036] 根據(jù)以上計算的方法，得出試驗工裝有限元計算結(jié)果應(yīng)力圖。[0037] 進(jìn)一步的，包括步驟（5）：對試驗工裝進(jìn)行跑合試驗以驗證試驗工裝的強(qiáng)度。[0038] 另外，本發(fā)明還提供了一種前述設(shè)計方法設(shè)計出來的試驗工裝的試驗方法，包括以下步驟：[0039] （1）檢查電動輪：檢查電動輪螺栓是否有標(biāo)記，齒輪箱是否加注齒輪油；[0040] （2）安裝試驗固定板：使用螺栓和螺母將固定板對稱安裝在電動輪機(jī)架上；[0041] （3）接電源線：[0042] 用螺栓、墊圈以及螺母將電動輪三根電機(jī)大線的線鼻子和試驗電源三相線的線鼻子對接緊固，電機(jī)大線與試驗電源三相線接的線方式為：黃—黃、綠—綠、紅—紅，并將線纜接頭部分用絕緣膠帶嚴(yán)密纏繞；[0043] 用螺栓、墊圈以及螺母將電動輪的接地線線鼻子和試驗臺接地線線鼻子對接緊固，并將線纜接頭部分用絕緣膠帶嚴(yán)密纏繞；[0044] 線纜連接完成后，須確保線纜與電動輪轉(zhuǎn)動部分無干涉，若有，需用扎帶對干涉線纜進(jìn)行固定；[0045] （4）安裝傳感器：使用2個溫度傳感器、1個振動傳感器以及1個噪聲傳感器，溫度傳感器貼片固定在齒輪油箱下方和試驗工裝上，監(jiān)測電動輪溫升與環(huán)境溫度變化；振動傳感器貼在靠近輪轂軸承的位置，監(jiān)測電動輪工作時振動頻率；噪聲傳感器安裝在距離電動輪1米處位置，監(jiān)測電動輪工作時噪聲；[0046] （5）啟動設(shè)備自檢：合上墻壁上的磨合試驗臺電源，啟動控制臺，選擇手動試驗?zāi)Ｊ?，啟動變頻柜，打開檢測開關(guān)，檢查傳感器工作是否正常，并將所選用平臺頻率調(diào)節(jié)按鈕調(diào)到0的位置；[0047] （6）正轉(zhuǎn)試驗：[0048] 選擇正轉(zhuǎn)試驗方式，按下面板上的啟動運行按鈕，等待10s，變頻器進(jìn)入運行狀態(tài)；慢慢旋轉(zhuǎn)選用平臺的頻率調(diào)節(jié)按鈕到58.1Hz，開始試驗，試驗過程中有異常，應(yīng)立即停機(jī)，檢查接線，安裝情況和設(shè)備狀態(tài)，排除異常因素，才能繼續(xù)試驗，試驗者應(yīng)觀察監(jiān)控整個試驗，不得擅離崗位；

[0049] （7）記錄數(shù)據(jù)：試驗開始后系統(tǒng)實時記錄電動輪運行的溫升、振動和噪聲數(shù)據(jù)，隨時觀察運行有無異常，若發(fā)現(xiàn)異常，及時停止試驗；[0050] （8）試驗完成檢查：試驗完成后，旋轉(zhuǎn)選用平臺頻率調(diào)節(jié)按鈕到最小位置，待電動輪完全停止轉(zhuǎn)動后，將正轉(zhuǎn)旋鈕旋到停止位置，然后斷開選用平臺變頻器電源，待變頻器完全斷電后，才允許下一步操作，檢查齒輪是否漏油，以及減速器內(nèi)齒輪油是否在標(biāo)尺范圍內(nèi)；[0051] （9）拆除接線，電動輪拆除。[0052] 采用上述設(shè)計方法，通過簡化的計算公式得出基礎(chǔ)尺寸，然后通過有限元分析進(jìn)行校核，有效保證了試驗工裝的設(shè)計強(qiáng)度，且能夠在滿足強(qiáng)度要求的前提下，盡可能的減少材料的使用量，降低了試驗工裝的成本。[0053] 試驗工裝制造出來后，理論與實際相結(jié)合，將試驗工裝運用于實際試驗中，進(jìn)一步驗證工裝的強(qiáng)度。[0054] 試驗工裝的結(jié)構(gòu)簡易且合理，既能很好的對電動輪進(jìn)行支撐，又能保證電動輪的轉(zhuǎn)動端懸空，保證試驗效果。[0055] 本發(fā)明的試驗方法介紹了詳細(xì)的試驗步驟，能夠?qū)﹄妱虞嗊M(jìn)行系統(tǒng)、專業(yè)的試驗。附圖說明[0056] 圖1為試驗工裝的立體示意圖。[0057] 圖2為電動輪安裝在試驗工裝上的示意圖。[0058] 圖3為電動輪安裝在試驗工裝上的正面示意圖。[0059] 圖4為電動輪安裝在試驗工裝上的側(cè)面示意圖。具體實施方式[0060] 下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行說明。[0061] 如圖1所示，電動輪總成由輪邊減速器、牽引電機(jī)等部件組成，試驗要求對電動輪輸入一定的轉(zhuǎn)速下，持續(xù)24h監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括溫升、振動、噪聲和漏油情況。電動輪工作時分為兩部分，一部分為固定在試驗工裝上的靜止部分，即固定端1，一部分為旋轉(zhuǎn)部分，即轉(zhuǎn)動端2。[0062] 試驗工裝的結(jié)構(gòu)如下：[0063] 如圖2所示，試驗工裝包括底座3、在底座3上間隔設(shè)置的兩個支座4以及設(shè)在兩個支座4之間的橫向限位梁5，底座3為矩形框架，底座3包括兩第一連接梁和兩第二連接梁，兩支座4分別設(shè)在兩第一連接梁的頂部，橫向限位梁5固設(shè)在兩第一連接梁之間。試驗工裝采用Q235材料的鋼材焊接而成。[0064] 兩個支座4用于在豎直方向上承托電動輪，橫向限位梁5用于側(cè)向限位電動輪進(jìn)而防止電動輪在重力作用下翻轉(zhuǎn)；[0065] 電動輪的固定端1包括安裝板6，試驗過程中，安裝板6的兩端分別固定連接有連接板7，支座4的頂部設(shè)有安裝槽8，連接板7設(shè)在安裝槽8中，橫向限位梁5的側(cè)面與安裝板6的側(cè)面相貼。[0066] 組裝后的電動輪總重達(dá)8t，通過螺栓與安裝板6連接，再將電動輪放置在試驗工裝上。由于電動輪處于懸臂機(jī)構(gòu)，存在很大翻轉(zhuǎn)力矩，底座3需要做到非常大才能抵消翻轉(zhuǎn)力矩。設(shè)計師將工裝下方增加橫向限位梁5，橫梁與電動輪安裝板6接觸，可抵消翻轉(zhuǎn)力矩。[0067] 電動輪在試驗工裝上轉(zhuǎn)動時，試驗工裝受力為電動輪自身的重力、上述的翻轉(zhuǎn)力矩以及電動輪旋轉(zhuǎn)時的傾覆力矩。試驗工裝要在上面幾種集中力或力矩下保證正常，才能符合試驗的安全要求。[0068] 上述試驗工裝的設(shè)計方法如下：[0069] 如圖3、4所示，[0070] （1）通過F1=G/2，A1≥F1/σ1，求得A1；[0071] 在上式中，G為電動輪重量，F(xiàn)1支座4受到的正壓力，σ1為支座4的屈服強(qiáng)度，A1為支座4的截面積；[0072] （2）通過F2=（G*L1）/H，A2≥F2/σ2，求得A2；[0073] 在上式中，F(xiàn)2為電動輪作用在橫向限位梁5上的橫向壓力，L1為電動輪的重心到F2作用在橫向限位梁5上的面的橫向距離，H為電動輪重心到F2的縱向距離，σ2為橫向限位梁5的屈服強(qiáng)度，A2為橫向限位梁5的截面積；[0074] （3）通過（G*L2）/2≥（9550*i*U*I）/n，求得L2；[0075] 上式中，L2為兩支座4的間距，U、I、n、i參數(shù)分別為試驗大綱中要求的電動輪轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電機(jī)電壓、電流、轉(zhuǎn)速、減速器傳動比值。[0076] 步驟（3）中公式的原理如下：試驗開始時，電動輪剛啟動時會產(chǎn)生一個啟動轉(zhuǎn)矩M1，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后轉(zhuǎn)矩為M2，當(dāng)電動輪出現(xiàn)故障時，齒輪卡住不能轉(zhuǎn)動時，會產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩M3，他們關(guān)系為M3＞M1＞M2，此刻，計算受力時僅考慮轉(zhuǎn)矩M3。電動輪產(chǎn)生了M3的轉(zhuǎn)矩會使試驗工裝產(chǎn)生繞著一個支座4的支點翻轉(zhuǎn)的趨勢，只有足夠的L2長度才能平衡翻轉(zhuǎn)趨勢。[0077] 通過步驟（1）至（3），A1、A2以及L2取最小值，可以降低試驗工裝的材料成本。[0078] 另外，為了進(jìn)一步保證試驗工裝的強(qiáng)度，保證試驗的安全順利進(jìn)行，對求得的A1乘以安全系數(shù)k1，對求得的A2乘以安全系數(shù)k2，對求得的L2乘以安全系數(shù)k3，得到最終的設(shè)計值，通常的，k1、k2以及k3皆取2.0。[0079] 通過上述步驟，求得的A1、A2和L2的最終的設(shè)計值，進(jìn)行步驟（4）：建立有限元模型，對試驗工裝進(jìn)行有限元校核。[0080] 有限元校核的方法如下：[0081] 綜合試驗工裝的幾何形狀、受力特點及對計算精度的要求的因素，選擇用四面體單元對后橋殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化處理；電動輪以其形態(tài)特點的形式安裝在試驗工裝上，計算模型中，焊縫以焊縫處節(jié)點重合的形式模擬；[0082] 在結(jié)構(gòu)的離散化完成以后,為了能用節(jié)點位移表示單元假設(shè)位移是坐標(biāo)的函數(shù)；根據(jù)所選定的單元位移模式導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元內(nèi)任一點位移的關(guān)系式,因此它也決定了相應(yīng)的位移插值函數(shù)，其矩陣形式為：

[0083] ①：{f}e=[N]{δ}e；[0084] 式①中{f}e為單元內(nèi)任一點的位移列陣；{δ}e為單元的節(jié)點位移列陣；[N]稱為為形函數(shù)矩陣，它的元素是位移的函數(shù)；[0085] 由此可知選擇合適的位移函數(shù)是有限元分析的關(guān)鍵,它將決定有限元解答的性質(zhì)與近似程度,車體的有限元計算單元根據(jù)這為依據(jù)進(jìn)行選擇；[0086] 單元力學(xué)特性的分析：[0087] 在選擇了單元類型和相應(yīng)的位移模式后,就可以進(jìn)行單元特性的分析,它包括下面三部分內(nèi)容：[0088] 用幾何方程，由表達(dá)式①導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元內(nèi)任意一點應(yīng)變的關(guān)系式：[0089] ②：{ε}=[B]{δ}e；[0090] 式②中{ε}是單元內(nèi)任一點的應(yīng)變列陣；[B]稱為單元應(yīng)變矩陣；[0091] 利用物理方程，由應(yīng)變的表達(dá)式②導(dǎo)出用節(jié)點位移表示單元應(yīng)力的關(guān)系式：[0092] ③：{σ}=[D][B]{δ}e=[S]{δ}e；[0093] 式③中：{σ}是單元內(nèi)任一點的應(yīng)力矩；[D]是與單元材料相關(guān)的彈性矩；[S]稱為應(yīng)力矩陣；[0094] 利用虛功原理建立各單元的剛度矩陣，即單元節(jié)點力與節(jié)點位移之間的關(guān)系；其中：剛度方程為：[0095] ④：{R}e=[K]{δ}e；[0096] 式④中：{R}e是單元的等效節(jié)點力矩陣；[K]是單元剛度矩陣；由此可以導(dǎo)出：[0097] ⑤：[K]=∫∫∫[B]T[D][B]dxdydz；[0098] 根據(jù)以上計算的方法，得出試驗工裝有限元計算結(jié)果應(yīng)力圖，通過應(yīng)力圖對設(shè)計值進(jìn)行校核。[0099] 有限元分析校核后，進(jìn)行步驟（5）：對試驗工裝進(jìn)行跑合試驗，一方面對電動輪進(jìn)行試驗，另一方面可以實際上驗證試驗工裝的強(qiáng)度。[0100] 通過采用上述設(shè)計方法，通過簡化的計算公式得出基礎(chǔ)尺寸，然后通過有限元分析進(jìn)行校核，有效保證了試驗工裝的設(shè)計強(qiáng)度，且能夠在滿足強(qiáng)度要求的前提下，盡可能的減少材料的使用量，降低了試驗工裝的成本。[0101] 試驗工裝制造出來后，理論與實際相結(jié)合，將試驗工裝運用于實際試驗中，進(jìn)一步驗證工裝的強(qiáng)度。[0102] 試驗工裝的結(jié)構(gòu)簡易且合理，既能很好的對電動輪進(jìn)行支撐，又能保證電動輪的轉(zhuǎn)動端2懸空，保證試驗效果。[0103] 另外，本發(fā)明還提供了一種前述設(shè)計方法設(shè)計出來的試驗工裝的試驗方法，包括以下步驟：[0104] （1）檢查電動輪：檢查電動輪螺栓是否有標(biāo)記，齒輪箱是否加注齒輪油；[0105] （2）安裝試驗固定板：使用螺栓和螺母將固定板對稱安裝在電動輪機(jī)架上；[0106] （3）接電源線：[0107] 用螺栓、墊圈以及螺母將電動輪三根電機(jī)大線的線鼻子和試驗電源三相線的線鼻子對接緊固，電機(jī)大線與試驗電源三相線接的線方式為：黃—黃、綠—綠、紅—紅，并將線纜接頭部分用絕緣膠帶嚴(yán)密纏繞；[0108] 用螺栓、墊圈以及螺母將電動輪的接地線線鼻子和試驗臺接地線線鼻子對接緊固，并將線纜接頭部分用絕緣膠帶嚴(yán)密纏繞；[0109] 線纜連接完成后，須確保線纜與電動輪轉(zhuǎn)動部分無干涉，若有，需用扎帶對干涉線纜進(jìn)行固定；[0110] （4）安裝傳感器：使用2個溫度傳感器、1個振動傳感器以及1個噪聲傳感器，溫度傳感器貼片固定在齒輪油箱下方和試驗工裝上，監(jiān)測電動輪溫升與環(huán)境溫度變化；振動傳感器貼在靠近輪轂軸承的位置，監(jiān)測電動輪工作時振動頻率；噪聲傳感器安裝在距離電動輪1米處位置，監(jiān)測電動輪工作時噪聲；[0111] （5）啟動設(shè)備自檢：合上墻壁上的磨合試驗臺電源，啟動控制臺，選擇手動試驗?zāi)Ｊ?，啟動變頻柜，打開檢測開關(guān)，檢查傳感器工作是否正常，并將所選用平臺頻率調(diào)節(jié)按鈕調(diào)到0的位置；[0112] （6）正轉(zhuǎn)試驗：[0113] 選擇正轉(zhuǎn)試驗方式，按下面板上的啟動運行按鈕，等待10s，變頻器進(jìn)入運行狀態(tài)；慢慢旋轉(zhuǎn)選用平臺的頻率調(diào)節(jié)按鈕到58.1Hz，開始試驗，試驗過程中有異常，應(yīng)立即停機(jī)，檢查接線，安裝情況和設(shè)備狀態(tài)，排除異常因素，才能繼續(xù)試驗，試驗者應(yīng)觀察監(jiān)控整個試驗，不得擅離崗位；

[0114] （7）記錄數(shù)據(jù)：試驗開始后系統(tǒng)實時記錄電動輪運行的溫升、振動和噪聲數(shù)據(jù)，隨時觀察運行有無異常，若發(fā)現(xiàn)異常，及時停止試驗；[0115] （8）試驗完成檢查：試驗完成后，旋轉(zhuǎn)選用平臺頻率調(diào)節(jié)按鈕到最小位置，待電動輪完全停止轉(zhuǎn)動后，將正轉(zhuǎn)旋鈕旋到停止位置，然后斷開選用平臺變頻器電源，待變頻器完全斷電后，才允許下一步操作，檢查齒輪是否漏油，以及減速器內(nèi)齒輪油是否在標(biāo)尺范圍內(nèi)；[0116] （9）拆除接線，電動輪拆除。[0117] 試驗方法介紹了詳細(xì)的試驗步驟，能夠?qū)﹄妱虞嗊M(jìn)行系統(tǒng)、專業(yè)的試驗。[0118] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改、組合和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。