Modele, które nie są wystarczająco umocowane mogą swobodnie wykonywać ruchy translacyjne i obrotowe. Generalnie każdy komponent ma trzy translacyjne i trzy obrotowe mody ciała sztywnego. W przypadku złożeń należy zapobiec sześciu modom ciała sztywnego dla każdego komponentu.
Poniższe czynniki przyczyniają się do zapobiegania modom ciała sztywnego:
- Umocowania przemieszczenia
- Właściwości badania (flagi obciążenia bezwładnościowego i miękkiej sprężyny)
- Warunki kontaktu
- Złącza
Opcji miękkiej sprężyny można użyć jako początkowego narzędzia do badania stabilności. Zaleca się, aby NIE używać jej w końcowym badaniu. Flagi obciążenia bezwładnościowego można użyć w pewnych przypadkach, gdzie zewnętrzne obciążenia są zrównoważone.
Umocowania wystarczające dla modeli bryłowych
Deformacja modelu bryłowego jest całkowicie zdefiniowana przez 3 translacje w każdym węźle. Obroty modelu bryłowego są zdefiniowane pośrednio przez translacje węzłów. Jeżeli zastosujemy umocowanie nieruchome do bryły, to ograniczone zostaną 3 stopnie swobody (przemieszczenia) każdego węzła należącego do krawędzi, wierzchołka lub ściany.
Przykład
Rozważmy model bryłowy w postaci sześcianu:
- Jeżeli unieruchomimy jeden wierzchołek, to model nie jest stabilny ponieważ może on obracać się wokół unieruchomionego wierzchołka.
- Jeżeli unieruchomimy dwa wierzchołki, to model nie jest stabilny ponieważ może on obracać się wokół linii łączącej te dwa wierzchołki.
- Po unieruchomieniu krawędzi (zazwyczaj prostej) model nie jest stabilny, ponieważ może się obracać wokół unieruchomionej krawędzi.
- Jeżeli umocujemy dwie ściany ortogonalne w kierunkach normalnych, to model nie jest stabilny, ponieważ może on przesuwać się w trzecim kierunku.
- Model staje się stabilny po unieruchomieniu trzech wierzchołków.
Unieruchomienie dowolnej liczby wierzchołków leżących w linii prostej nie jest wystarczające do ustabilizowania modelu bryłowego.
- Jeżeli unieruchomimy ścianę, to model jest stabilny.
- Model staje się stabilny po unieruchomieniu krawędzi i wierzchołka, który nie jest częścią krawędzi.
- Model jest też stabilny po umocowaniu trzech ścian ortogonalnych w kierunkach normalnych.
Jako następny przykład rozważmy wydrążony walec:
- Po umocowaniu ściany cylindrycznej w kierunku promieniowym model nie jest stabilny, ponieważ może się obracać i przesuwać.
- Jeżeli umocujemy ścianę cylindryczną w kierunku stycznym, to model nie jest stabilny ponieważ może on przesuwać się w kierunku osiowym.
- Jeżeli umocujemy ścianę cylindryczną w kierunku stycznym i wierzchołek w kierunku osiowym, to model jest stabilny.
- Jeżeli unieruchomimy dowolną ścianę, to model jest stabilny.
Umocowania wystarczające dla skorup
Deformacja modelu skorupy jest całkowicie zdefiniowana przez 3 translacje i 3 obroty w każdym węźle. Warunki umocowania Nie poruszający się i Nieruchomy są różne dla skorup. Warunek Nie poruszający się ustawia zerowe translacje, jednak nie umocowuje obrotów. Umocowanie Nieruchomy ustawia wszystkie translacje i obroty jako zerowe.
Przykład
Rozważmy płytę, której siatkę utworzono z elementów skorupowych:
- Jeżeli wierzchołek zostanie ustawiony jako nie poruszający się, model nie będzie stabilny, ponieważ będzie mógł się obracać wokół tego wierzchołka.
- Jeżeli ustawimy krawędź jako nie poruszającą się, to model nie jest stabilny ponieważ może on obracać się wokół tej krawędzi.
- Jeżeli unieruchomimy krawędź lub więcej niż jeden wierzchołek, to model jest stabilny.
NIE zaleca się uruchamiania modeli skorupy z unieruchomionym jednym wierzchołkiem. Pomimo że unieruchomienie wierzchołka teoretycznie stabilizuje model skorupy, to symulacja numeryczna może prowadzić do nieprawidłowych wyników.