本文在上述研究的基礎上，采用路橋?qū)I(yè)軟件建立大型橋梁的教學模型，建立能模擬構(gòu)件內(nèi)部受力情況的模型。填補基于模擬仿真的公路橋梁教學模型的研究空白。本文采用工程上較為先進的ansys分析軟件，在收集大量圖紙資料、工程量數(shù)據(jù)、工程細部尺寸的基礎上，制作路橋多媒體模型，具體制作內(nèi)容分為13個部分，包括公路平面模型、縱斷面模型、橫斷面模型、超高模型、加寬防護模型、排水工程模型、路面工程模型、混凝土配筋模型、箱形梁橋模型、鋼管拱橋模型、斜拉橋模型。其中公路平面模型包含直線、圓曲線的公路模型。公路橫斷面模型為雙向兩車道的城市道路，3米人行道+4.5米機動車道，每隔25米布置路燈。簡支梁橋的特征橫斷面類型有T梁和箱梁。模型均錄制模型構(gòu)造錄像，全方位學習公路橋梁的基本構(gòu)造，通過顏色，材質(zhì)體現(xiàn)模型的真實性。本文以公路路面為案例，講解開發(fā)出符合公路橋梁課程需要的基于ANSYS的橋梁模型的基本方法。
1.路面模型參數(shù)
本案例為雙向兩車道的城市道路，3米人行道+4.5米機動車道，每隔25米布置路燈。本文采用ANSYS軟件模擬路面結(jié)構(gòu)，ANSYS軟件具有很強模擬能力，是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件，對于公路和橋梁的模型的制作是完全可行的。ANSYS直觀性教學可以加深學生對知識的理解，激發(fā)學生學習興趣。同時，加強了特殊實驗的實驗效果，節(jié)約了資源。在教學中應用ANSYS，可以提高學生運用所學知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生善于探索的素養(yǎng)。模擬混凝土是一種彈塑性材料，采用非線性應力—應變本構(gòu)模型，并結(jié)合五參數(shù)強度準則，混凝土選用SOLID65單元模擬，混凝土材料的基本參數(shù)采用：軸心抗壓強度設計值fcd=20.5MPa；軸心抗拉強度設計值ftd=1.74MPa；彈性模量Ex=3.5×104MPa；泊松比V=0.1667。
2.建立路面構(gòu)造模型
采用ANSYS的APDL命令流功能，成功模擬路面構(gòu)造；模型體現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)包括面層、基層、墊層。將模型應用于教學，增強學生的感性認識，以便較好地掌握這些知識，建立起理論知識和工程原型之間的聯(lián)系，促進學生樹立工程概念。
3.模擬仿真技術(shù)應用于路橋教學模型研究的優(yōu)勢
通過建立“公路橋梁教學模型”，豐富了教學素材，從根本上改善了學生的學習現(xiàn)狀，提高了學生的繪圖、看圖及空間想象能力，從視聽效果和理解能力方面著手，制作了含三維模型動畫的多媒體輔助教學素材。教學模型的開發(fā)在于提高高職教育水平，教學模型開發(fā)也在于加深課本理論文字的學習，并增加立體的教學模型，通過不同的教學方式，達到更好的教學效果。在教學工作中，使用了節(jié)點多媒體模型、構(gòu)件拉、壓、剪、彎曲變形多媒體模型、結(jié)構(gòu)破壞教學試驗錄像等課題建設成果，取得了良好的效果。結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定破壞都是在瞬時發(fā)生的，沒有實驗和工程實例可以讓學生了解失穩(wěn)發(fā)生的過程，從模型和動畫兩個方面入手，制作了多種模型，不借用復雜的實驗設備就可以直觀形象地展示構(gòu)件整體失穩(wěn)的現(xiàn)象，通過分析，提出提高整體穩(wěn)定性的方法和措施，進而理解和掌握設計原理和規(guī)范，改變原來的純粹的理論公式推導的教學模式，逐步開展研討式的教學改革，使學生的學習興趣和效率大大提高。此模型在教學中的應用可以提高學生的實踐能力，激發(fā)學生的求知欲，因此將模型在教學中應用很必要。將模型的建設與大學生學科競賽、開放性實驗等教學環(huán)節(jié)結(jié)合起來，將研究成果直接應用于學科競賽和開放性實驗等教學環(huán)節(jié)中，充分發(fā)揮了成果的作用。
