적절하게 구속되지 않은 모델은 자유롭게 평행 이동하거나 회전할 수 있습니다. 일반적으로 각 부품은 3개의 평행 이동과 3개의 회전 강체 모드를 갖고 있습니다. 어셈블리의 경우 각 부품은 6개의 강체 모드를 방지해야 합니다.
다음 요소는 강체 모드를 방지하는데 도움됩니다.
- 변위 구속조건
- 스터디 속성 (소프트 스프링과 관성력 플래그)
- 접촉 조건
- 커넥터
안정성을 조사하는 데 소프트 스프링 옵션을 주요 도구로 사용할 수 있습니다. 최종 스터디에서는 사용하지 마십시오. 관성력 플래그는 외부 하중이 상쇄되는 특별한 곳에 사용할 수 있습니다.
솔리드 모델용 구속조건
솔리드 모델의 변형은 각 절점에서 3개의 평행 이동으로 완전하게 정의됩니다. 솔리드 모델의 회전은 절점의 평행 이동으로 암시적으로 정의됩니다. 솔리드에 고정 구속을 적용하면, 모서리, 꼭지점, 면에 속하는 각 노드에 3도 자유도(변위)로 구속됩니다.
예
정육면체 솔리드 모델을 예로 들어 봅니다.
- 꼭지점 하나를 고정하면 고정된 꼭지점을 중심으로 회전할 수 있기 때문에 모델이 안정적이지 않습니다.
- 꼭지점 두 개를 고정하면 두 꼭지점을 연결하는 선을 기준으로 회전할 수 있으므로 모델이 안정적이지 않습니다.
- 직선 모서리 하나를 고정하면 고정된 모서리를 기준으로 회전할 수 있으므로 모델이 안정적이지 않습니다.
- 수직 방향으로 직교하는 두 면을 고정하면 세 번째 방향으로 미끄러질 수 있기 때문에 모델이 안정적이지 않습니다.
- 세 꼭지점을 고정하면 모델은 안정적입니다.
솔리드 모델을 안정시키기 위해 직선을 따라 꼭지점을 아무리 많이 고정해도 적절하지 않습니다.
- 한 면을 고정하면 모델은 안정적입니다.
- 한 모서리를 고정하고 모서리의 일부가 아닌 한 꼭지점을 고정하면 모델은 안정적입니다.
- 세 직교하는 면을 수직 방향으로 고정하면 모델은 안정적입니다.
다른 한 예로 속이 빈 원통을 생각해 봅시다
- 원통면을 반경 방향으로 고정하면 모델은 안정적이지 않습니다. 모델이 회전하거나 미끄러질 수 있기 때문입니다.
- 원통면을 접선 방향으로 고정하면 모델은 안정적이지 않습니다. 모델이 축방향으로 미끄러질 수 있기 때문입니다.
- 원통면을 접선 방향으로 고정하고 꼭지점을 축 방향으로 고정하면 모델은 안정적입니다.
- 면을 고정하면 모델은 안정적입니다.
쉘의 적절한 구속조건
쉘 모델의 변형은 각 절점에서 3개의 평행 이동과 3개의 회전으로 완전하게 정의됩니다. 고정(이동 불가) 및 고정 구속조건은 쉘 요소에 대해 다릅니다. 고정(이동 불가)은 평행 이동할 수 없게 하지만 회전을 구속하지는 않습니다. 고정은 모든 평행 이동과 회전을 고정시킵니다.
예
쉘 요소로 메시된 평판을 예로 들어 봅니다.
- 꼭지점을 이동할 수 없게 고정해도 꼭지점을 기준으로 모델이 회전할 수 있으므로 모델이 안정적이지 않습니다.
- 모서리를 이동할 수 없게 고정해도 모서리를 중심으로 회전할 수 있기 때문에 모델이 안정적이지 않습니다.
- 한 모서리를 고정하고 둘 이상의 꼭지점을 고정하면 모델은 안정적입니다.
한 꼭지점이 고정된 쉘 모델을 실행하는 것은 권장하지 않습니다. 꼭지점을 고정하면 이론상으로 쉘 모델을 안정시키지만 수치 해석학적 시뮬레이션의 결과는 부정확합니다.