《机械建模与仿真》课程教学大纲（本科）

1、机械建模与仿真Modeling and Simulation of Mechanical Engineering课程代码：04320620学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：32；实验学时：0；上机学时：0；课程实践学时：0） 先修课程：高等数学、机械设计、机械原理、工程力学、CAE应用基础、三 维结构设计适用专业：能源与动力工程教材：ADAMS2012虚拟样机从入门到精通 刘晋霞等编著；机械工业出版社出版, 2013年04月一、课程性质与课程目标（一）课程性质机械建模与仿真是一门以数学理论为基础，以计算机为工具，借助系统模型对 实际问题进行科学实验的技术，它具有经济、可靠、实用、安全、

2、灵活、可重复使用等 优点，已成为复杂系统分析、设计、试验、评估不可或缺的重要手段。本课程重视基础 理论知识和实际问题相结合，能提高学生分析和解决实际问题的能力。（二）课程目标.知识方面本课程介绍机械系统建模与仿真技术的最新成果一虚拟样机技术，介绍目前世界上 应用最广泛且最具权威性的机械系统动力学仿真分析软件一ADAMS。通过本课程的学 习，学生应了解虚拟样机技术的核心理论一多体系统动力学一的基本概念、模型和方程 组，熟悉ADAMS软件的特点、结构、功能和基本使用方法，能够用ADAMS建立实际 机械系统的模型并进行仿真计算、分析和优化设计。.能力与素质方面通过对本课程的学习，使学生了解具有相同或

3、相似模型的不同机械系统之间的相似性，初步掌握典型机械系统建模的基本理论和方法，能够熟练利用计算机和仿真技术对 机械系统进行设计和分析，培养学生的系统分析和类比的能力，为今后应用建模和仿真 工具进行机械系统研究和工程设计工作打下良好的基础。.对毕业要求的支撑性完善课程教学体系，培养学生多角度分析问题和解决问题的能力。使学生掌握工程 基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程时间学习经历；了解本专业前沿发 展现状和趋势。使掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理 论和技术手段设计系统和过程的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安 全、健康、伦理等制约因素。二、课程

4、内容与教学要求第一章绪论（一）教学内容（1）虚拟样机技术的基本概念（2）虚拟样机技术的形成和发展（3）虚拟样机技术的工程应用4） ADAMS在机械产品研制中的作用（二）教学要求了解本课程的性质、研究对象与方法、任务（2）掌握学习本课程的几个基础概念（样机、虚拟、虚拟样机等）了解研究虚拟样机技术的意义及其在机械产品研制中的作用（三）重点与难点.重点掌握学习本课程的几个基础概念（样机、虚拟、虚拟样机等）.难点了解虚拟样机的分析过程第二章多体系统动力学的基础理论（-）教学内容（1）机械系统的多体动力学模型（2）多刚体系统动力学的基础理论（3）多柔体系统动力学的基础理论（二）教学要求（1） 了解多刚体

5、系统动、多柔体系统的概念（2）掌握多体动力学模型的分类、各模型的作用3） 了解多体动力学模型的理论基础（学生需自主复习机械原理、工程力学 的相关知识点）（三）重点与难点.重点掌握多体动力学的概念、分类.难点了解多刚体系统动、多柔体系统的理论基础第三章虚拟样机的几何建模（一）教学内容（1）虚拟样机的几何建模基础（2）绘制基本几何形状（3）复杂形状的几何建模（二）教学要求.知识方面了解虚拟样机几何模型的概念（2）掌握虚拟样机几何模型建立的过程（3） 了解虚拟样机几何模型的作用及应用2.能力与素质培养能进行新产品开发几何模型建立流程设计。（三）重点与难点.重点掌握虚拟样机几何模型的概念和模型建立的方

6、法.难点复杂几何形体的建模第四章第四章拟样机软件ADAMS简介（一）教学内容ADAMS的特点和应用ADAMS模块介绍ADAMS的界面ADAMS的零件库ADAMS的约束库ADAMS的设计流程(二)教学要求.知识方面了解虚拟样机软件的概念、特点了解ADAMS虚拟样机软件的模块分类、界面(3)掌握ADAMS虚拟样机软件零件库、约束库的具体内容了解利用ADAMS虚拟样机软件进行产品设计的流程.能力与素质培养能灵活调用ADAMS/VIEW命令库中的相关命令。(三)重点与难点.重点掌握ADAMS虚拟样机软件的概念、模块分类.难点如何利用ADAMS虚拟样机软件进行产品设计第五章ADAMS应用基础(-)教学内

7、容(1)设置工作环境(2)创建物体(3)创建约束副(4)施加力(5)仿真和动画(6)输出测量曲线(二)教学要求.知识方面了解ADAMS软件的工作环境(2)掌握利用ADAMS虚拟样机软件创建几何模型、施加约束副、施加力(4) 了解利用ADAMS虚拟样机软件进行仿真分析、动画制作、后处理分析2.能力与素质培养能建立简单的几何模型并进行仿真分析。(三)重点与难点1.重点掌握ADAMS虚拟样机软件应用、几何模型、施加约束副、施加力2滩点如何利用ADAMS虚拟样机软件进行仿真分析、后处理分析第六章ADAMS应用实例（一）教学内容（1）夹紧机构模型（2）曲柄滑块机构模型（3）夹紧机构和曲柄滑块机构的平衡分

8、析和优化（4）内燃机配气机构动力学分析和优化（自学）（二）教学要求（1）了解夹紧机构模型的建立分析过程了解曲柄滑块机构模型的建立分析过程了解夹紧机构和曲柄滑块机构的平衡分析和优化过程了解内燃机配气机构模型的建立分析过程（三）重点与难点.重点了解各种模型相对应的虚拟样机模型的建立过程，能独立建立虚拟样机模型.难点如何对建立的虚拟样机模型进行各种分析和优化三、学时分配及教学方法章（按序填写）学时分配教学形式讲课实验上机课外小计第一章绪论20002讲授法第二章多体系 统动力学的基础 理论40004讲授法、讨论法、 自学第三章虚拟样 机的几何建模40004讲授法、演示法注：1.课程实践学时按相关专业培

9、养计划列入表格；第四章虚拟样 机软件ADAMS 简介40004讲授法、演示法第五章ADAMS应用基础60006讲授法、演示法第六章ADAMS应用实例60006讲授法、研究型 教学方法、自学应用实例综合练 习40004研究型教学方法、 自主练习大作业20002合计32000322.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。四、课程考核注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。考核形式考核要求考核权重备注课堂表现准时上课、遵守课堂纪 律、按时完成作业10%小论文总结本课程在所学专业 中的应用30%大作业计算分析报告真实、正 确、规范、清晰

10、60%2.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。3.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。五、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1陈立平，张云清，任卫群等.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程.北京: 清华大学出版社，2005.范成建，熊光明，周明飞.虚拟样机软件MSC.ADAMS应用与提高.北京：机 械工业出版社，2006.李增刚.ADAMS入门详解与实例.国防工业出版社，2009.刘晋霞，胡仁喜，康士廷等.ADAMS2012虚拟样机从入门到精通.北京：机 械工业出版社，2013.六、大纲说明大作业的要求：.在所给的几个设计项目中选择1个（或多个）进行设计分析；.用ADAMS建立合理的模型（20分）；.在ADAMS/View中分