ADAMS/Car软件在汽车理论教学中的应用

时晓杰　王波　冯霞

【摘 要】《汽车理论》是车辆工程专业的一门重要的专业基础课，但由于该课程的理论性较强，内容较为抽象，计算复杂，难于理解，导致学生们的学习兴趣不高。针对此种现象本文提出了基于ADAMS/Car的仿真软件来辅助教学，并以汽车的制动性为例介绍了ADAMS/Car在《汽车理论》教学中的应用，该软件的应用使汽车制动性指标的影响因素直观化，使课程的内容形象化，有助于学生的理解，增强了学生学习的兴趣，提高了教学效果。

【关键词】ADAMS/Car；汽车理论；汽车动力性；仿真分析

0 引言

《汽车理论》是车辆工程类专业的核心课程，在车辆工程专业的人才培养方案中占有重要地位。课程通过讲授汽车的基本原理和各性能指标，使学生初步掌握汽车动力学基本分析方法，为汽车测试技术和汽车设计等后续课程的学习提供所需的专业知识[1]。但该课程的理论性较强，内容抽象，涉及到数学中的知识多且计算繁琐，导致学生的学习兴趣不高。因此，有必要寻求一种新的教学方法，使该课程的内容更加形象化。

理论与实践结合是高校常用的教学方法，通过汽车的各性能实验，测试汽车性能的影响因素，可以加深学生对理论知识的理解。但是汽车性能实验对仪器和设备的要求较高，且部分实验存在危险性[2]，这就决定了不可能大规模的应用汽车性能实验来辅助教学。针对《汽车理论》教学中的问题，一些仿真软件就可以解决，比如ADAMS/Car软件在车辆的实体建模及仿真分析方面都存在巨大优势，可以使《汽车理论》课程中的复杂模型简单化，使抽象模型形象化，并且能进行汽车的各性能仿真，解决了《汽车理论》教学中的难题。

1 ADAMS/Car简介

ADAMS/Car是MDI公司与奥迪、宝马和沃尔沃等公司合作开发的整车及子系统的设计模块，它可以快速的创建整车及其子系统的虚拟样机模型，并且可以对整车的各种工况进行测试，并输出标志车辆操纵稳定性、制动性、舒适性和安全性的特征参数，以减少实车实验的成本，并保证实验的安全[3]。

ADAMS在整车及子系统的建模及仿真分析中具有强大的功能和优点[4]：1）良好的交互式图像环境，能够完成车辆零件的建模，约束的定义及力库的建立；2）既可以进行动力学分析又可以实现静力学分析；3）先进的数值分析技术及强有力的求解器，使得求解结果准确迅速；4）良好的图像、表格的处理及输出能力，并且仿真动画形象逼真。

2 ADAMS/Car在《汽车理论》教学中的应用实例

制动性是汽车主动安全性的重要评价指标。在《汽车理论》的教学过程中，汽车的制动性能一般通过实验来检测，通过制动时间、制动距离等参数的分析，可以对车辆制动性能的好坏进行评价。因此可以引入ADAMS/Car软件对汽车的制动性能进行仿真实验，让学生们对制动性的影响因素有更深刻地认识。

首先，在ADAMS/Car中建立汽车模型，并运用此模型进行直线行驶制动仿真实验，通过仿真实验得出不同车速下的制动位移、速度变化曲线，从该曲线中学生们可以清楚的认识到速度对制动距离以及制动时间的影响。

此外，運用ADAMS/Car还可以进行不同制动力、不同路面摩擦系数下的车辆直行制动仿真，得出制动力及摩擦系数对车辆的制动距离以及制动减速度的影响，从而让学生对制动效能的影响因素有更加深刻地认识。

3 总结

把ADAMS/Car软件引入到《汽车理论》的教学中，可以加深学生们对汽车各性能指标的理解，使复杂问题简单化，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。通过仿真实验代替实车实验，可以降低成本且增加安全性，同时让学生利用软件完成汽车各性能的仿真分析，能巩固学生对ADAMS/Car软件的学习与应用。

【参考文献】

[1]杨英.汽车理论课程教学内容的整合与实践[J].教学科研，2015（27）：121-122.

[2]黄兵锋.MATLAB软件在汽车理论教学中的应用[J].科技信息，2010（8）：114-116.

[3]张文灿.ADAMS/Car与MATLAB联合仿真在《汽车理论》教学中的应用[J].科技视界，2016（7）：91.

[4]崔立，梁彩平，李宁，等.ADAMS在机械原理机构教学中的应用[J].上海第二工业大学学报，2014，32（4）：311-315.

[责任编辑：田吉捷]