Les modèles qui ne sont pas correctement contraints peuvent translater ou pivoter librement. En général, chacun des composants est doté de 3 modes de corps rigide translationnels et de 3 autres rotationnels. Dans un assemblage, il faut éviter les 6 modes de corps rigide de tous les composants.
Les facteurs suivants contribuent à la prévention des modes de corps rigide :
- Déplacements imposés
- Propriétés de l'étude (indicateurs de faible raideur et de relaxation inertielle)
- Conditions de contact
- Connecteurs
L'option de faible raideur peut être utilisée comme un outil préliminaire permettant d'examiner la stabilité. Il est recommandé de NE PAS utiliser cette option dans l'étude finale. L'indicateur de relaxation inertielle peut être utilisé dans certains cas lorsque les chargements externes sont équilibrés.
Déplacements imposés adéquats pour des modèles volumiques
La déformation d'un modèle volumique est entièrement définie par 3 translations au niveau de chaque nœud. Les rotations d'un modèle volumique sont implicitement définies par les translations des nœuds. Si vous appliquez un déplacement imposé Fixe à un solide, les 3 degrés de liberté (déplacements) de chaque nœud appartenant à l'arête, au sommet ou à la face sont contraints.
Exemple
Considérons un modèle volumique pour un cube :
- Si vous immobilisez un sommet, le modèle sera instable, puisqu'il peut pivoter autour de ce sommet fixe.
- Si vous immobilisez deux sommets, le modèle sera instable, puisqu'il peut pivoter autour de la ligne reliant les deux sommets.
- Si vous immobilisez une arête, en général une arête rectiligne, le modèle sera instable, puisqu'il peut pivoter autour de cette arête fixe.
- Si vous appliquez des déplacements imposés dans les directions normales aux deux faces orthogonales, le modèle sera instable, puisqu'il peut glisser dans la troisième direction.
- Si vous fixez trois sommets, le modèle sera stable.
L'immobilisation d'un nombre quelconque de sommets situés sur une ligne droite n'est pas adéquate pour stabiliser un modèle volumique.
- Si vous fixez une face, le modèle sera stable.
- Si vous fixez une arête et un sommet qui ne fait pas partie de l'arête, le modèle sera stable.
- Si vous appliquez des déplacements imposés dans la direction normale aux trois faces orthogonales, le modèle sera stable.
Prenons l'exemple d'un cylindre creux :
- Si vous appliquez un déplacement imposé dans la direction radiale à une face cylindrique, le modèle sera instable, puisqu'il peut pivoter et glisser.
- Si vous appliquez un déplacement imposé dans la direction tangentielle à une face cylindrique, le modèle sera instable, puisqu'il peut glisser dans la direction axiale.
- Si vous appliquez un déplacement imposé à une face cylindrique dans la direction tangentielle, et à un sommet dans la direction axiale, le modèle sera stable.
- Si vous fixez une face, le modèle sera stable.
Déplacements imposés adéquats pour des coques
La déformation d'un modèle de coque est entièrement définie par 3 translations et 3 rotations au niveau de chaque nœud. Les conditions de déplacement imposé Immobile et Fixe sont différentes pour les coques. Les conditions de type Immobile interdisent les translations (définies à zéro), mais pas les rotations. Les conditions de type Fixe interdisent les translations et les rotations (définies à zéro).
Exemple
Considérons une plaque maillée avec des éléments coque :
- Si vous immobilisez un sommet, le modèle sera instable, puisqu'il peut pivoter autour de ce sommet.
- Si vous immobilisez une arête, le modèle ne sera pas stable, puisqu'il peut pivoter autour de cette arête.
- Si vous fixez une arête ou plus d'un sommet, le modèle sera stable.
Il est recommandé de NE PAS exécuter de modèles coque avec un sommet fixe. Bien que, théoriquement, l'immobilisation d'un sommet stabilise un modèle coque, la simulation numérique peut entraîner des résultats incorrects.