Modelle, die nicht ausreichend gelagert sind, können frei verschoben oder gedreht werden. Im Allgemeinen verfügt jede Komponente über drei Translations- und drei Rotationsstarrkörperformen. Bei Baugruppen sollten die sechs Starrkörperformen aller Komponenten vermieden werden.
Die folgenden Faktoren tragen zur Vermeidung von Starrkörperformen bei:
- Verschiebungslager
- Studieneigenschaften (Optionen Soft Spring und Massenträgheitsentlastung)
- Kontaktbedingungen.
- Verbindungsglieder
Die Option Soft Spring kann als vorläufiges Werkzeug zur Prüfung der Stabilität verwendet werden. Verwenden Sie diese Option NICHT in der endgültigen Studie. Die Option Massenträgheitsentlastung kann in bestimmten Fällen verwendet werden, in denen die externen Lasten ausgeglichen sind.
Adäquate Lager für Volumenmodelle
Die Verformung eines Volumenmodells wird vollständig definiert durch drei Translationen an jedem Knoten. Die Rotationen eines Volumenmodells werden implizit durch die Translationen der Knoten definiert. Wenn Sie ein fixiertes Lager auf einen Volumenkörper anwenden, sind die drei Freiheitsgrade aller Knoten, die sich auf die Kante, den Eckpunkt oder die Fläche beziehen, fixiert.
Beispiel
Nehmen wir als Beispiel ein Volumenmodell eines Würfels:
- Wenn Sie einen Eckpunkt fixieren, ist das Modell nicht stabil, da es um den fixierten Eckpunkt rotieren kann.
- Wenn Sie zwei Eckpunkte fixieren, ist das Modell nicht stabil, da es um die Linie rotieren kann, welche die beiden fixierten Eckpunkte verbindet.
- Wenn Sie eine Kante fixieren (in der Regel eine gerade Kante), ist das Modell nicht stabil, da es um die fixierte Kante rotieren kann.
- Wenn Sie ein Lager auf zwei orthogonale Flächen in den Normalrichtungen anwenden, ist das Modell nicht stabil, da es in die dritte Richtung verschoben werden kann.
- Wenn Sie drei Eckpunkte fixieren, ist das Modell stabil.
Die Fixierung einer beliebigen Anzahl von Eckpunkten entlang einer geraden Linie ist nicht adäquat, um ein Volumenmodell zu stabilisieren.
- Wenn Sie eine Fläche fixieren, ist das Modell stabil.
- Wenn Sie eine Kante und einen Eckpunkt, der nicht Bestandteil der Kante ist, fixieren, ist das Modell stabil.
- Wenn Sie ein Lager auf drei orthogonale Flächen in den Normalrichtungen anwenden, ist das Modell stabil.
Betrachten wir als weiteres Beispiel einen hohlen Zylinder:
- Wenn Sie ein Lager auf eine zylindrische Fläche in Radialrichtung anwenden, ist das Modell nicht stabil, da es rotieren und gleiten kann.
- Wenn Sie ein Lager auf eine zylindrische Fläche in die Tangentialrichtung anwenden, ist das Modell nicht stabil, da es entlang seiner Achse verschoben werden kann.
- Wenn Sie ein Lager auf eine zylindrische Fläche in Tangentialrichtung und auf einen Eckpunkt in Axialrichtung anwenden, ist das Modell stabil.
- Wenn Sie eine beliebige Fläche fixieren, ist das Modell stabil.
Adäquate Lager für Schalen
Die Verformung eines Schalenmodells wird vollständig definiert durch drei Translationen und drei Rotationen an jedem Knoten. Die Lager Nicht verschiebbar und Fixiert sind für Schalen verschieden. Nicht verschiebbar setzt die Translationen auf Null, unterbindet jedoch keine Rotationen. Fixiert setzt alle Translationen und Rotationen auf Null.
Beispiel
Nehmen wir als Beispiel eine Platte, die mit Schalenelementen vernetzt ist:
- Wenn Sie einen Eckpunkt als nicht verschiebbar festlegen, ist das Modell nicht stabil, da es um diesen Eckpunkt rotieren kann.
- Wenn Sie eine Kante als nicht verschiebbar festlegen, ist das Modell nicht stabil, da es um diese Kante rotieren kann.
- Wenn Sie eine Kante oder mehrere Eckpunkte fixieren, ist das Modell stabil.
Schalenmodelle sollten NICHT mit einem fixierten Eckpunkt ausgeführt werden. Obwohl die Fixierung eines Eckpunkts ein Schalenmodell theoretisch stabilisiert, kann die numerische Simulation zu falschen Ergebnissen führen.