《虚拟样机技术》课程教学大纲
课程代码：020232030
课程英文名称：Virtual Prototyping Technology
课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0
适用专业：车辆工程能源与动力工程
大纲编写（修订）时间：2017.5
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
本课程为车辆工程、能源与动力工程专业学生的一门专业基础选修课，ADAMS作为机械系统动力学分析软件，在汽车等领域有着广泛的应用，它改变了传统产品设计开发过程，可以大大缩短产品开发周期，降低开发费用和成本，提高产品性能，获得最优化和创新的设计产品。
通过本课程的学习，使学生掌握ADAMS软件中虚拟样机的仿真建模工具及汽车模块的应用，培养学生应用大型工程软件解决问题的能力，为毕业设计进行知识储备并奠定基础，使学生毕业后能够适应社会的发展。
本课程将系统地介绍机械系统动态仿真技术，从设计和创新设计的角度出发，结合大量的实例，介绍ADAMS入门的基础知识、虚拟样机的基本概念及ADAMS软件的主要功能和操作技巧。
通过学习这门课程，培养学生解决实际问题的能力，使学生能够较全面地了解掌握ADAMS软件的使用方法，了解在ADAMS软件环境下进行产品虚拟样机的开发过程。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
通过学习和练习使学生了解ADAMS虚拟样机技术的基本知识；掌握ADAMS软件的基本操作，熟悉软件的特性和使用方法；掌握基本的实际工作流程和处理方法。
培养学生分析和处理实际问题的能力，能够独立面对问题、分析问题、解决问题。
具体要求：
1、掌握ADAMS软件的使用。
2、能使用ADAMS软件，使学生具备在ADAMS软件环境下开发产品虚拟样机的能力，能完成一些简单机械系统的动力学分析。
（三）实施说明
教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考。
根据各专业特点，教师应结合本专业的实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用。
课程的教学目标通过教师演示讲授，学生课堂练习相结合来实现。
采用现场教学模式，即在教师讲授演示的同时,学生同步在计算机上操作演练，强化教师与学生的互动。
教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。
（四）对先修课的要求
要求学生先修：《机械制图》、《三维建模技术》、《汽车构造》等课程，并达到这些课程的基本要求，同时要求对三维CAD技术有一定的掌握。
（五）对习题课、实验环节的要求
根据课程的要求，结合专业特点安排一定的实例，如汽车悬模型及整车模型等，通过课堂练、讲相结合完成。
本门课程是上机操作的课程，实践性很强。
为了增强学生的动手能力，要求多媒体教学，并做到学生每人一台计算机并配备相应软件。
（六）课程考核方式
1．考核方式：上机操作考核。
2．考核目标：重点考核学生的分析能力、结构设计能力和软件的操作能力。
3．成绩构成：期末上机考试、平时考核（包括平时表现、课上出勤情况等)成绩按比例综合。
（七）主要参考书目:
《ADAMS BASIC TRAINING AND EXAMPLES》，CHEN Ke，LIANG Ji-hui，SHENYANG LIGONG UNIVERSITY，2009
《adams实例教程》，李军编，北京理工大学出版社，2002
《ADAMS2005机械设计高级应用实例》，郑凯，胡仁喜，陈鹿民编，机械工业出版社，2005
《MSC.ADAMS技术与工程分析实例》，陈军编著，中国水利水电出版社，2008
二、中文摘要
本课程是汽车类专业实践性很强的一门选修课。
将系统地介绍机械系统动态仿真技术，从机械设计和创新设计的角度出发，结合大量的实例，介绍ADAMS入门的基础知识、虚拟样机的基本概念及ADAMS软件的主要功能和操作技巧。
课程主要内容包括两个模块：ADAMS/View 和 ADAMS/Car。
本课程将为后续相关课程的课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。
三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分虚拟样机技术与仿真的基本知识
总学时(单位：学时)：2学时讲课：2学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
介绍虚拟样机技术的基本概念、形成和发展以及虚拟样机技术的工程应用；介绍虚拟样机技术和仿真的方法以及ADAMS软件在产品研制周期中的几个重要阶段及其作用。
第2部分ADAMS/View概述
总学时(单位：学时)：2学时讲课：2学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
首先讲述软件的特点及应用，以及各个模块的介绍；进而介绍ADAMS/View软件的界面、菜单以及各工具单元的特性，包括外观、视图、零件库、约束库、力库以及动画仿真等的简单操作。
了解基本的ADAMS设计流程和分析计算方法。
重点:
ADAMS软件的基本操作步骤
难点:
基本的ADAMS设计流程和分析计算方法
习题:
熟悉ADAMS/View软件的界面、菜单以及各工具单元的操作
第3部分ADAMS/View建模命令讲解
总学时(单位：学时)：2学时讲课：2学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
主要介绍刚体模型的创建。
详细介绍各个刚体模型的多种创建方法、创建过程、刚体模型的属性设置，掌握各刚体模型的不同创建方法之间的区别。
重点:
创建刚体模型、刚体模型属性修改
难点:
刚体模型属性修改、各刚体模型的不同创建方法之间的区别
习题:
运用ADAMS软件建立刚体模型
第4部分ADAMS/View约束副命令讲解
总学时(单位：学时)：4学时讲课：4学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
主要介绍刚体模型之间的约束副创建方法，不同创建方法之间的区别，载荷的创建方法。
掌握不同约束副对刚体模型的约束关系。
重点:
各种约束副的创建方法及应用环境
难点:
约束副的创建方法
习题:
运用ADAMS软件创建约束副与载荷
第5部分举例练习
总学时(单位：学时)：4学时讲课：4学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
通过一些简单易懂的针对ADAMS/View建模、约束副命令的小实例举例练习，加深对ADAMS/View模块建模、约束副命令的理解，熟悉ADAMS/View进行运动仿真的整体操作流程。
重点:
约束副命令的使用，仿真动画，输出测量曲线等操作过程
输出测量曲线
第6部分ADAMS/View应用实例（1）—夹紧机构模型
总学时(单位：学时)：4学时讲课：4学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
通过具体的工程实例---夹紧机构，来介绍具体的ADAMS设计流程及使用方法。
首先介绍机械系统模型的建立，包括零件、约束副、弹性连接、应用力和驱动等的建模。
然后通过对模型进行运动学仿真。
重点:
机械系统模型的建立
难点:
建立约束副、弹性连接、应用力和驱动等
第7部分ADAMS/View应用实例（2）—双横臂式前独立悬架模型
总学时(单位：学时)：4学时讲课：4学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
使用ADAMS软件创建汽车的双横臂式前独立悬架模型，包括主销、上横臂、下横臂、拉臂、转向拉杆、转向节、车轮以及测试平台等物体，确定各物体之间的约束副并输入函数模拟轮胎与地面之间的相对运动关系。
并测试模型，初步确定模型的运动属性。
掌握函数编辑器的使用。
重点:
创建汽车的双横臂式前独立悬架模型，确定各物体之间的约束副并输入函数模拟轮胎与地面之间的相对运动关系。
难点:
确定各物体之间的约束副
第8部分ADAMS/View应用实例（3）—整车模型
总学时(单位：学时)：4学时讲课：4学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
使用ADAMS软件创建汽车的整车模型，包括汽车底盘、前后悬架、转向系、轮胎和路面。
确定各物体之间的约束副，建立轮胎模型和路面谱。
重点:
创建汽车的整车模型
难点:
路面谱
第9部分ADAMS/Car概述
总学时(单位：学时)：2学时讲课：2学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
讲述软件的特点及应用，以及各个模块的介绍；进而介绍ADAMS/Car软件的界面、菜单以及各工具单元的特性。
第10部分ADAMS/Car应用实例（1）—悬架分析
总学时(单位：学时)：1学时讲课：1学时实验：0学时上机：0学时
具体内容:
悬架模型的创建，转向系的创建以及分析类型和分析方法
重点:
悬架转向系模型的创建，分析类型和分析方法
分析方法的掌握
第11部分ADAMS/Car应用实例（2）—整车分析
总学时(单位：学时)：1学时讲课：1学时实验：0学时上机：0学时具体内容:
整车模型的创建，以及分析类型和分析方法
重点:
整车模型的创建，分析类型和分析方法
难点:
分析方法的掌握
第12部分上机操作考试
总学时(单位：学时)：2学时讲课：2学时实验：0学时上机：0学时具体内容:
上机操作考试。