ADAMS/Car軟件在汽車理論教學中的應用

時曉杰　王波　馮霞

【摘 要】《汽車理論》是車輛工程專業的一門重要的專業基礎課，但由于該課程的理論性較強，內容較為抽象，計算復雜，難于理解，導致學生們的學習興趣不高。針對此種現象本文提出了基于ADAMS/Car的仿真軟件來輔助教學，并以汽車的制動性為例介紹了ADAMS/Car在《汽車理論》教學中的應用，該軟件的應用使汽車制動性指標的影響因素直觀化，使課程的內容形象化，有助于學生的理解，增強了學生學習的興趣，提高了教學效果。

【關鍵詞】ADAMS/Car；汽車理論；汽車動力性；仿真分析

0 引言

《汽車理論》是車輛工程類專業的核心課程，在車輛工程專業的人才培養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，使學生初步掌握汽車動力學基本分析方法，為汽車測試技術和汽車設計等后續課程的學習提供所需的專業知識[1]。但該課程的理論性較強，內容抽象，涉及到數學中的知識多且計算繁瑣，導致學生的學習興趣不高。因此，有必要尋求一種新的教學方法，使該課程的內容更加形象化。

理論與實踐結合是高校常用的教學方法，通過汽車的各性能實驗，測試汽車性能的影響因素，可以加深學生對理論知識的理解。但是汽車性能實驗對儀器和設備的要求較高，且部分實驗存在危險性[2]，這就決定了不可能大規模的應用汽車性能實驗來輔助教學。針對《汽車理論》教學中的問題，一些仿真軟件就可以解決，比如ADAMS/Car軟件在車輛的實體建模及仿真分析方面都存在巨大優勢，可以使《汽車理論》課程中的復雜模型簡單化，使抽象模型形象化，并且能進行汽車的各性能仿真，解決了《汽車理論》教學中的難題。

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的整車及子系統的設計模塊，它可以快速的創建整車及其子系統的虛擬樣機模型，并且可以對整車的各種工況進行測試，并輸出標志車輛操縱穩定性、制動性、舒適性和安全性的特征參數，以減少實車實驗的成本，并保證實驗的安全[3]。

ADAMS在整車及子系統的建模及仿真分析中具有強大的功能和優點[4]：1）良好的交互式圖像環境，能夠完成車輛零件的建模，約束的定義及力庫的建立；2）既可以進行動力學分析又可以實現靜力學分析；3）先進的數值分析技術及強有力的求解器，使得求解結果準確迅速；4）良好的圖像、表格的處理及輸出能力，并且仿真動畫形象逼真。

2 ADAMS/Car在《汽車理論》教學中的應用實例

制動性是汽車主動安全性的重要評價指標。在《汽車理論》的教學過程中，汽車的制動性能一般通過實驗來檢測，通過制動時間、制動距離等參數的分析，可以對車輛制動性能的好壞進行評價。因此可以引入ADAMS/Car軟件對汽車的制動性能進行仿真實驗，讓學生們對制動性的影響因素有更深刻地認識。

首先，在ADAMS/Car中建立汽車模型，并運用此模型進行直線行駛制動仿真實驗，通過仿真實驗得出不同車速下的制動位移、速度變化曲線，從該曲線中學生們可以清楚的認識到速度對制動距離以及制動時間的影響。

此外，運用ADAMS/Car還可以進行不同制動力、不同路面摩擦系數下的車輛直行制動仿真，得出制動力及摩擦系數對車輛的制動距離以及制動減速度的影響，從而讓學生對制動效能的影響因素有更加深刻地認識。

3 總結

把ADAMS/Car軟件引入到《汽車理論》的教學中，可以加深學生們對汽車各性能指標的理解，使復雜問題簡單化，激發了學生的學習興趣，提高了教學效果。通過仿真實驗代替實車實驗，可以降低成本且增加安全性，同時讓學生利用軟件完成汽車各性能的仿真分析，能鞏固學生對ADAMS/Car軟件的學習與應用。

【參考文獻】

[1]楊英.汽車理論課程教學內容的整合與實踐[J].教學科研，2015（27）：121-122.

[2]黃兵鋒.MATLAB軟件在汽車理論教學中的應用[J].科技信息，2010（8）：114-116.

[3]張文燦.ADAMS/Car與MATLAB聯合仿真在《汽車理論》教學中的應用[J].科技視界，2016（7）：91.

[4]崔立，梁彩平，李寧，等.ADAMS在機械原理機構教學中的應用[J].上海第二工業大學學報，2014，32（4）：311-315.

[責任編輯：田吉捷]