Модели, зафиксированные не в достаточной степени, могут свободно перемещаться или вращаться. В целом, каждый компонент имеет 3 продольных и 3 вращательных моды (режима) твердого тела. Для сборки должны быть предотвращены 6 мод твердого тела для каждого компонента.
Следующие коэффициенты должны быть учтены при определении мод твердого тела:
- Ограничения на перемещение
- Параметры исследования (флажки «Мягкая пружина» и «Инерционная разгрузка»)
- Условия контакта
- Соединители
Параметр мягкой пружины может использоваться в качестве предварительного инструмента исследования устойчивости. НЕ рекомендуется использовать его в конечном исследовании. Установку флажка в окне Инерционная разгрузка можно использовать в некоторых случаях, когда внешние нагрузки являются уравновешенными.
Соответствующие ограничения для твердотельных моделей
Деформация твердотельной модели полностью определяется 3 перемещениями в каждом узле. Вращения твердотельной модели предварительно определены перемещениями узлов. Если применяется фиксирующее ограничение к твердому телу, то 3 степени свободы (перемещения) каждого узла принадлежат кромке, вершине или гране.
Пример
Рассмотрим твердотельную модель куба:
- Если вы зафиксируете одну вершину, модель не будет устойчивой, поскольку сможет вращаться вокруг зафиксированной вершины.
- Если вы зафиксируете две вершины, модель не будет устойчивой, поскольку сможет вращаться вокруг линии, соединяющей две вершины.
- Если зафиксировать кромку, обычно прямую, модель не будет устойчивой, поскольку сможет вращаться вокруг зафиксированной кромки.
- Если вы ограничите две ортогональные грани в перпендикулярном направлении, модель не будет устойчивой, поскольку сможет скользить в третьем направлении.
- Если зафиксировать три вершины, модель будет устойчивой.
Фиксирование любого количества вершин вдоль прямой линии не достаточно для стабилизации твердотельной модели.
- Если вы зафиксируете грань, модель будет устойчивой.
- Если зафиксировать кромку и вершину, которая не является частью кромки, модель будет устойчивой.
- Если ограничить три ортогональные грани по направлению их нормалей, модель будет устойчивой.
В другом примере рассмотрим полый цилиндр:
- Если вы ограничите цилиндрическую грань в радиальном направлении, модель не будет устойчивой, поскольку сможет вращаться и скользить.
- Если вы ограничите цилиндрическую грань в касательном направлении, модель не будет устойчивой, поскольку сможет скользить в осевом направлении.
- Если вы ограничите цилиндрическую грань в касательном направлении и вершину в осевом направлении, модель будет устойчивой.
- Если вы зафиксируете любую грань, модель будет устойчивой.
Достаточные ограничения для оболочек
Деформация модели оболочки полностью определяется 3 перемещениями и 3 вращениями в каждом узле. Условия ограничений Неподвижное и Фиксированное отличаются для оболочек. Неподвижное устанавливает перемещения на нуль, но не ограничивает вращение. Фиксированное устанавливает все перемещения и вращения на нуль.
Пример
Рассмотрим пластину, разбитую на сетку элементов оболочки:
- Если вы делаете неподвижной вершину, модель не будет устойчивой, поскольку сможет вращаться вокруг этой вершины.
- Если вы делаете неподвижной кромку, модель не будет устойчивой, поскольку сможет вращаться вокруг этой кромки.
- Если вы зафиксируете кромку или несколько вершин, модель будет устойчивой.
НЕ рекомендуется запускать модели оболочек с одной закрепленной вершиной. Хотя фиксирование вершины теоретически стабилизирует модель оболочки, численное моделирование может привести к неправильным результатам.