ADAMS/Car軟件在汽車?yán)碚摻虒W(xué)中的應(yīng)用

時(shí)曉杰　王波　馮霞

【摘 要】《汽車?yán)碚摗肥擒囕v工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，但由于該課程的理論性較強(qiáng)，內(nèi)容較為抽象，計(jì)算復(fù)雜，難于理解，導(dǎo)致學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣不高。針對(duì)此種現(xiàn)象本文提出了基于ADAMS/Car的仿真軟件來輔助教學(xué)，并以汽車的制動(dòng)性為例介紹了ADAMS/Car在《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)中的應(yīng)用，該軟件的應(yīng)用使汽車制動(dòng)性指標(biāo)的影響因素直觀化，使課程的內(nèi)容形象化，有助于學(xué)生的理解，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】ADAMS/Car；汽車?yán)碚?；汽車?dòng)力性；仿真分析

0 引言

《汽車?yán)碚摗肥擒囕v工程類專業(yè)的核心課程，在車輛工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中占有重要地位。課程通過講授汽車的基本原理和各性能指標(biāo)，使學(xué)生初步掌握汽車動(dòng)力學(xué)基本分析方法，為汽車測試技術(shù)和汽車設(shè)計(jì)等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供所需的專業(yè)知識(shí)[1]。但該課程的理論性較強(qiáng)，內(nèi)容抽象，涉及到數(shù)學(xué)中的知識(shí)多且計(jì)算繁瑣，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。因此，有必要尋求一種新的教學(xué)方法，使該課程的內(nèi)容更加形象化。

理論與實(shí)踐結(jié)合是高校常用的教學(xué)方法，通過汽車的各性能實(shí)驗(yàn)，測試汽車性能的影響因素，可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。但是汽車性能實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器和設(shè)備的要求較高，且部分實(shí)驗(yàn)存在危險(xiǎn)性[2]，這就決定了不可能大規(guī)模的應(yīng)用汽車性能實(shí)驗(yàn)來輔助教學(xué)。針對(duì)《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)中的問題，一些仿真軟件就可以解決，比如ADAMS/Car軟件在車輛的實(shí)體建模及仿真分析方面都存在巨大優(yōu)勢，可以使《汽車?yán)碚摗氛n程中的復(fù)雜模型簡單化，使抽象模型形象化，并且能進(jìn)行汽車的各性能仿真，解決了《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)中的難題。

1 ADAMS/Car簡介

ADAMS/Car是MDI公司與奧迪、寶馬和沃爾沃等公司合作開發(fā)的整車及子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模塊，它可以快速的創(chuàng)建整車及其子系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)模型，并且可以對(duì)整車的各種工況進(jìn)行測試，并輸出標(biāo)志車輛操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、舒適性和安全性的特征參數(shù)，以減少實(shí)車實(shí)驗(yàn)的成本，并保證實(shí)驗(yàn)的安全[3]。

ADAMS在整車及子系統(tǒng)的建模及仿真分析中具有強(qiáng)大的功能和優(yōu)點(diǎn)[4]：1）良好的交互式圖像環(huán)境，能夠完成車輛零件的建模，約束的定義及力庫的建立；2）既可以進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析又可以實(shí)現(xiàn)靜力學(xué)分析；3）先進(jìn)的數(shù)值分析技術(shù)及強(qiáng)有力的求解器，使得求解結(jié)果準(zhǔn)確迅速；4）良好的圖像、表格的處理及輸出能力，并且仿真動(dòng)畫形象逼真。

2 ADAMS/Car在《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

制動(dòng)性是汽車主動(dòng)安全性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。在《汽車?yán)碚摗返慕虒W(xué)過程中，汽車的制動(dòng)性能一般通過實(shí)驗(yàn)來檢測，通過制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)距離等參數(shù)的分析，可以對(duì)車輛制動(dòng)性能的好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此可以引入ADAMS/Car軟件對(duì)汽車的制動(dòng)性能進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生們對(duì)制動(dòng)性的影響因素有更深刻地認(rèn)識(shí)。

首先，在ADAMS/Car中建立汽車模型，并運(yùn)用此模型進(jìn)行直線行駛制動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真實(shí)驗(yàn)得出不同車速下的制動(dòng)位移、速度變化曲線，從該曲線中學(xué)生們可以清楚的認(rèn)識(shí)到速度對(duì)制動(dòng)距離以及制動(dòng)時(shí)間的影響。

此外，運(yùn)用ADAMS/Car還可以進(jìn)行不同制動(dòng)力、不同路面摩擦系數(shù)下的車輛直行制動(dòng)仿真，得出制動(dòng)力及摩擦系數(shù)對(duì)車輛的制動(dòng)距離以及制動(dòng)減速度的影響，從而讓學(xué)生對(duì)制動(dòng)效能的影響因素有更加深刻地認(rèn)識(shí)。

3 總結(jié)

把ADAMS/Car軟件引入到《汽車?yán)碚摗返慕虒W(xué)中，可以加深學(xué)生們對(duì)汽車各性能指標(biāo)的理解，使復(fù)雜問題簡單化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。通過仿真實(shí)驗(yàn)代替實(shí)車實(shí)驗(yàn)，可以降低成本且增加安全性，同時(shí)讓學(xué)生利用軟件完成汽車各性能的仿真分析，能鞏固學(xué)生對(duì)ADAMS/Car軟件的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊英.汽車?yán)碚撜n程教學(xué)內(nèi)容的整合與實(shí)踐[J].教學(xué)科研，2015（27）：121-122.

[2]黃兵鋒.MATLAB軟件在汽車?yán)碚摻虒W(xué)中的應(yīng)用[J].科技信息，2010（8）：114-116.

[3]張文燦.ADAMS/Car與MATLAB聯(lián)合仿真在《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)中的應(yīng)用[J].科技視界，2016（7）：91.

[4]崔立，梁彩平，李寧，等.ADAMS在機(jī)械原理機(jī)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用[J].上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，32（4）：311-315.

[責(zé)任編輯：田吉捷]