2015/11/18 16:08:59 虚拟样机汽车仿真技术在-【汽车理论】课堂中如何发挥其作用

汽车虚拟仿真软件技术为高校汽车专业创造了广阔的生存和发展空间,同时又给高校教学提出了严峻而现实的挑战。虚拟样机仿真技术为传统的高校教学模式带来了革新,适应了车辆工程专业及汽车工业的发展,汽车理论作为汽车专业的核心课程之一,是培养汽车专业人才的基石,汽车虚拟仿真软件的教学效果对学生专业能力的培养具有不可替代的作用。因此课程理论教学和实践教学的改革势在必行,而汽车虚拟仿真软件教学模式的引入尤为关键。本节着重理论和实践如何结合。

一、汽车理论课程教学现状

(1)教学模式单一汽车理论属于典型的工科类课程,具有理论性、抽象性、知识点繁杂等特点。目前,常规的教学模式是理论课程为主、实践环节为辅的方式进行授课。理论教学都以传统的“讲授法”为主,教师可依据授课计划,整合多媒体素材,围绕核心知识点,以讲授为主,配以讨论教学。这样的单一教学方式,可能在一两次上课过程中有一定效果,但是一旦在长期的教学中使用这种低效、单一教学方式,会使得课堂失去思维的力度。而实践环节的内容多以演示性实验为主,比如汽车动力性、经济性、制动性等章节的实验安排一般受限于实验设备及安全性考虑,都以演示为主,学生参与性不强,而且不能培养学生灵活应用课本理论的能力。这些都制约了学生应用能力的提升及学习的积极性。

(2)在培养学生应用能力、创新能力方面不足

汽车专业的课程多数知识点的讲解都是以灌输型方式让学生掌握,学生理解、记忆的难度较大,并且很难将学到的理论与实际车辆的工作状况相结合。一些复杂的计算和推导也只是给学生演示,不能培养学生的工程实践能力和创新能力。

可见,传统的教学模式已不适应本课程的人才培养目标,新型教学模式的探索势在必行。汽车虚拟仿真技术从出现到现在,发展已相当成熟,汽车虚拟仿真软件在不同领域应用广泛。汽车虚拟仿真软件的引入课堂教学将会大大推动研究性教学模式在高校教育中的推广。

汽车虚拟仿真软件其在汽车动力学研究有其强大的功能。特别适合引入到汽车理论的教学过程中,其必然将大大提升汽车理论课程的教学效果,最大限度地使学生融入到课程的教学过程中,引导学生运用课本理论到汽车虚拟仿真软件试验中。此种研究型教学方式在学生综合能力的培养上具有显著的效果。

二、益教教育汽车虚拟仿真软件的介绍

益教汽车虚拟仿真软件是完全以科鲁兹为原型设计的汽车虚拟仿真软件,是益教教育开发的机械系统动力学仿真分析软件,启使用交互式图形环境和力库、零件库、约束库,建立完全参数化的机械系统几何模型。用户不但可以运用通用模块进行机械系统动力学仿真分析,而且还可以运用专业模块进行特定领域快速方便的建模与分析。

与国内著名的设计专家和汽车专业专家亲身指导研究。完全按照国家技能大赛制定。该汽车虚拟仿真软件融合了轮胎模块、解算器模块以及后处理模块,它建立的动力学模型可视性很强,具有清晰的建模概念,能够利用的标准模板种类多等特点。

汽车虚拟仿真软件引入到汽车理论课程教学中具有以下优势:

(1)降低实验成本通过汽车虚拟仿真软件试验的方式,可以大大减少实验设备的数量,使所有学生在同一时间上机操作,减少了实验经费支出。

(2)直观、便捷。通过软件建模,可以参数化仿真模型,通过调整模型的输入,或者改变仿真模型的参数值,比较仿真结果,从而分析影响系统特性的主要因素。仿真结果可以用图形或动画的方式展示,方便将复杂理论形象化,提升教学效果。

(3)研究性强。通过将一些仿真课题的深化,能够培养学生自我学习能力、科学研究能力,也可以将此作为考核的方式。

(4)安全性高《汽车理论》教学中的部分实验,如制动性实验、操纵稳定性实验等,在实验的过程中有一定的危险性。学生在仿真软件下建立仿真模型进行仿真,并对结果对比分析,不存在现场实验的危险性。

三、汽车虚拟仿真软件引入到汽车理论教学的应用实例

汽车理论课程内容涵盖了汽车动力性、经济性、排放、制动性、操纵稳定性、平顺性、通过性等汽车主要的性能、评价指标、试验方法。本文以汽车的制动性、操纵稳定性为例,介绍如何将汽车虚拟仿真软件技术引入到本课程的教学过程中。

(1)汽车制动性虚拟样机仿真试验

汽车制动性这一章主要的知识点包括制动性的效能及恒定性、制动时的方向稳定性、制动力的分配等。此部分知识点多以计算和理论为主,如果将汽车虚拟仿真软件试验作为辅助教学手段,将有效地提升教学质量,让学生更好地理解相关性能指标的影响因素等。

通过汽车虚拟仿真软件可快速地建立整车仿真模型,并更改主要的结构参数,运用整车分析菜单下的制动性能试验菜单,可进行包括直线制动、转弯制动在内的多种工况试验。

根据不同的知识点研究对象及要求可更改相关设置参数,可更改的参数包括整车质量、质心位置、前后制动力分配系数、悬架刚度阻尼、路面附着系数等。仿真试验后,在后处理模块中可调出汽车的制动距离、制动减速度、横摆角速度、侧向位移、侧向加速度等一系列的仿真数据。学生可进一步对这些数据、曲线进行对比分析,评价汽车的制动性能或者进行影响因素分析等。

此类研究型的教学模式可以通过以下两种形式进行:以单个学生为单位进行简单课题的仿真试验;以小组为单位进行复杂课题的深入研究,从模型的设计、仿真试验的设计、结果的分析对比多个方面考核学生。

(2)汽车操纵稳定性虚拟样机仿真试验

汽车操纵稳定性一章主要的知识点包括操纵稳定性的评价指标、轮胎回正力矩与侧偏特性的关系、稳态转向特性及瞬态转向特性等。此部分内容推导计算较复杂,很多特性参数的讲解脱离了车辆实际运动状况的演示,学生较难理解。

整车操纵稳定性试验评价方法很多,一般比较常见的试验有以下几种:蛇行试验、转向瞬态响应试验、转向回正性能试验、转向轻便性试验和稳态回转等试验,通常高校并不具备此类试验的试验场地和试验设备。而益教教育汽车虚拟仿真基本内置了目前这些常见的操纵稳定性试验并且用户还能自定义驾驶员控制文件,从而改变试验规则,进行各种特殊工况的仿真试验。

通过汽车虚拟仿真软件的引入,教师大大节省了课程实验上的时间,提高了课堂教学容量,又方便学生对所学知识的直观理解。汽车理论课程大部分章节的内容都可以通过虚拟仿真技术进行展示,教师可酌情选择,也可将某些仿真内容作为学生的课外作业。这样的教学模式可操作性较强,学生的学习深度也更加容易控制。

虚拟样机仿真技术引入汽车理论课程教学是一种先进而独特的教学模式,其在教学资源利用、学生综合素质培养、过程式考核等方面都具有显著的优势,并且能够充分调动学生学习的积极性及参与性。受到了中职院校的好评。更多关于汽车虚拟仿真软件的内容请你关注http://www.yijiaoedu.com


 
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