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摘 要 :Adams以其公认的优越性被越来越多的工程技术人员和科研人员所使用.在机构学的教学过程中,将Adams引入到课堂和实验室中,将机构学经典理论与Adams应用相结合.在本科生的“机械原理”课程中,应用Adams对机构分析与设计的结果和结论进行仿真验证,学生在加深对机构学经典理论的理解与认识的同时,了解和基本掌握Adams这一先进的分析与设计软件.在研究生学位课“产品设计与虚拟样机”中,以Adams的应用为授课重点,结合机构设计与工程实例,详细介绍Adams的应用,通过实践,熟练掌握Adams的应用方法,为他们从事科学研究奠定良好的基础.
关 键 词 :Adams; 机构学; 机械原理; 虚拟样机
中图分类号:G424.2文献标志码:B
0引言
虚拟样机技术以其高效率和低成本,在机械产品设计中得到越来越广泛的应用.通过对机械产品的虚拟样机建模和仿真分析,可以快速、准确地获取机械产品的性能,从而验证设计指标并评价设计结果[1].作为目前世界领先的机械系统动力学分析软件,Adams以其公认的优越性被越来越多的工程技术人员和科研人员所应用,在机械系统设计和分析领域发挥重要作用.
笔者多年来一直探索如何使学生在课程学习中了解和掌握Adams这一先进软件.在“机械原理”课程[2]的教学中,已有一些教师进行有益的探索——将Adams用于机构分析[3-6],获得良好的效果.在“机械原理课程设计”课程中,有些教师也将Adams应用其中——学生在设计机构运动方案时,应用Adams对设计结果进行验证[7-9].这些尝试为“机械原理”课程注入新的教学内容和教学方法,加深学生对机构学知识的理解.但总体来看,这些尝试还停留在个别教师的教学改革试点层次,缺少Adams与课程内容融合的整体规划和实施方案.本文从本科生课程和研究生课程2个方面介绍北航在Adams教学中的一些尝试.
1Adams在本科生教学中的应用
机械原理课程的研究对象为机器和机构,如何在课堂上将机器和机构运动起来,成为提高学生学习兴趣和扎实掌握相关理论的关键.传统的教学方法只能依靠教师的讲解,将静止的机器和机构“动”起来,不直观;一些设计分析结果也无法实际展示和验证,在很大程度上影响学生对问题的理解和对知识的掌握;此外,虽然学生学习很多的经典理论,但在工作不会应用,导致理论与应用脱节.
为此,自2003年以来,北航机械原理教学团队以Adams为平台,将虚拟样机技术与课程的机构以及机构系统的分析与设计内容有机结合,不仅使静止的机构图形运动起来,提高学生的学习兴趣,增强对问题的深刻理解,而且使学生初步掌握虚拟样机这一先进技术,为持续、快速地进行机构创新设计与分析奠定基础.在课堂教学过程中,以教师为主导,通过虚拟样机的建立和仿真,对涉及的机构学问题给予直观、生动的诠释.学生则利用课余时间,通过上机练习来熟悉和掌握虚拟样机技术.
1.1课堂教学
3结束语
探索和总结本科生的“机械原理”课程与Adams有机结合的内容和实现方法,进一步探讨在研究生阶段开设针对学习Adams的“产品设计与虚拟样机”课程的教学内容、教学方法和教学成果等.在高校开展Adams的学习和应用教学,虽然取得一定的成果,但总体来看,仍处于探索阶段,希望通过同行的共同努力,在相关行业的支持下,不断地深入和推广下去.