適切に拘束されていないモデルは、自由に並進または回転します。一般に、各部品には3つの並進性と3つの回転の剛体モードがあります。アセンブリにおいて、各部品におけるその6つの剛体モードを防止する必要があります。
以下の項目は剛体モードの防止に役立ちます:
- 変位拘束
- スタディ プロパティ（ソフト スプリングと慣性力フラグ）
- 接触条件
- コネクタ
ソフト スプリング オプションは、安定性の検討を始める前のツールとして使用されます。最終スタディでは使用しないことをお勧めします。慣性力フラグは、外部荷重が釣り合っている場合に使用できます。
固体モデルの拘束条件(Adequate Restraints for Solid Models)
固体モデルの変形は、各節点での3つの並進によって設定されます。固体モデルの回転は、その節点の並進によって設定されます。固定拘束をソリッドに適用した場合、エッジ、頂点、または面に属する各ノードの、3自由度(変位)が拘束されます。
例(Example)
立方体の固体モデルの例:
- ひとつの頂点を拘束すると、拘束した頂点周りを回転するため、モデルは安定しません。
- 2つの頂点を拘束すると、2つの頂点を結んだラインの周りを回転するため、モデルは安定しません。
- ひとつのエッジを拘束すると、エッジの周りを回転するため、モデルは安定しません。
- 直交する2つの面を垂直方向に拘束すると、モデルは第3方向に移動するため、モデルは安定しません。
- 3 つの頂点を固定すると、モデルは安定します。
同一直線内に複数の頂点を拘束した場合、固体モデルは安定しません。
- 1つの面を固定すると、モデルは安定します。
- 1 つのエッジと、このエッジの一部でなはい 1 つの頂点を固定すると、モデルは安定します。
- 3 つの直行する面を垂直方向に拘束する場合、モデルは安定します。
次に、円筒について考えます:
- 円筒面を半径方向へ拘束すると、モデルは回転しスライドするため、モデルは安定しません。
- 円筒面を回転回りへ拘束すると、モデルは軸方向に移動するため、モデルは安定しません。
- 円筒面を回転回り、頂点を軸方向へ拘束すると、モデルは安定します。
- 全ての面を固定すると、モデルは安定します。
シェル モデルの拘束条件（Adequate Restraints for Shells）
シェルモデルの変形は、各節点での3つの並進と3つの回転によって設定されます。固定(並進なし)(Immovable)と固定(Fixed)の拘束条件はシェルモデルの場合とは異なります。変位0の固定(並進なし)(Immovable)を設定した場合、回転方向へは固定されません。固定(Fixed)の条件は、全ての並進と回転に0を設定した場合です。
例(Example)
シェル要素でメッシュされたプレートについて考えます:
- 1 つの頂点を固定 (並進なし) すると、頂点回りを回転するため、モデルは安定しません。
- ひとつのエッジを固定（並進なし）すると、エッジの周りを回転するため、モデルは安定しません。
- 1つのエッジまたは2つ以上の頂点を固定するとモデルは安定します。
1 つの頂点を固定したシェル モデルを解析することは推奨されません。理論的には頂点を固定することでシェルモデルは安定しますが、数値解析で正しい結果を得られないことがあります。