模拟仿真技术应用于路桥教学模型研究的优势分析

本文在上述研究的基础上，采用路桥专业软件建立大型桥梁的教学模型，建立能模拟构件内部受力情况的模型。填补基于模拟仿真的公路桥梁教学模型的研究空白。本文采用工程上较为先进的ansys分析软件，在收集大量图纸资料、工程量数据、工程细部尺寸的基础上，制作路桥多媒体模型，具体制作内容分为13个部分，包括公路平面模型、纵断面模型、横断面模型、超高模型、加宽防护模型、排水工程模型、路面工程模型、混凝土配筋模型、箱形梁桥模型、钢管拱桥模型、斜拉桥模型。其中公路平面模型包含直线、圆曲线的公路模型。公路横断面模型为双向两车道的城市道路，3米人行道+4.5米机动车道，每隔25米布置路灯。简支梁桥的特征横断面类型有T梁和箱梁。模型均录制模型构造录像，全方位学习公路桥梁的基本构造，通过颜色，材质体现模型的真实性。本文以公路路面为案例，讲解开发出符合公路桥梁课程需要的基于ANSYS的桥梁模型的基本方法。

1.路面模型参数
本案例为双向两车道的城市道路，3米人行道+4.5米机动车道，每隔25米布置路灯。本文采用ANSYS软件模拟路面结构，ANSYS软件具有很强模拟能力，是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，对于公路和桥梁的模型的制作是完全可行的。ANSYS直观性教学可以加深学生对知识的理解，激发学生学习兴趣。同时，加强了特殊实验的实验效果，节约了资源。在教学中应用ANSYS，可以提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，培养学生善于探索的素养。模拟混凝土是一种弹塑性材料，采用非线性应力—应变本构模型，并结合五参数强度准则，混凝土选用SOLID65单元模拟，混凝土材料的基本参数采用：轴心抗压强度设计值fcd=20.5MPa；轴心抗拉强度设计值ftd=1.74MPa；弹性模量Ex=3.5×104MPa；泊松比V=0.1667。
2.建立路面构造模型
采用ANSYS的APDL命令流功能，成功模拟路面构造；模型体现路面结构包括面层、基层、垫层。将模型应用于教学，增强学生的感性认识，以便较好地掌握这些知识，建立起理论知识和工程原型之间的联系，促进学生树立工程概念。
3.模拟仿真技术应用于路桥教学模型研究的优势
通过建立“公路桥梁教学模型”，丰富了教学素材，从根本上改善了学生的学习现状，提高了学生的绘图、看图及空间想象能力，从视听效果和理解能力方面着手，制作了含三维模型动画的多媒体辅助教学素材。教学模型的开发在于提高高职教育水平，教学模型开发也在于加深课本理论文字的学习，并增加立体的教学模型，通过不同的教学方式，达到更好的教学效果。在教学工作中，使用了节点多媒体模型、构件拉、压、剪、弯曲变形多媒体模型、结构破坏教学试验录像等课题建设成果，取得了良好的效果。结构整体稳定破坏都是在瞬时发生的，没有实验和工程实例可以让学生了解失稳发生的过程，从模型和动画两个方面入手，制作了多种模型，不借用复杂的实验设备就可以直观形象地展示构件整体失稳的现象，通过分析，提出提高整体稳定性的方法和措施，进而理解和掌握设计原理和规范，改变原来的纯粹的理论公式推导的教学模式，逐步开展研讨式的教学改革，使学生的学习兴趣和效率大大提高。此模型在教学中的应用可以提高学生的实践能力，激发学生的求知欲，因此将模型在教学中应用很必要。将模型的建设与大学生学科竞赛、开放性实验等教学环节结合起来，将研究成果直接应用于学科竞赛和开放性实验等教学环节中，充分发挥了成果的作用。