Os modelos que não são adequadamente restritos sofrer translação ou rotação livre. Em geral, cada componente tem 3 modos de corpos rígidos translacionais e 3 rotacionais. Para uma montagem os 6 modos de corpos rígidos de cada componente devem ser evitados.
Os seguintes fatores contribuem para evitar os modos de corpos rígidos:
- Restrições de deslocamentos
- propriedades de estudo (molas brandas e indicadores de alívio de inércia)
- Condições de Contato.
- Conectores
A opção de mola suave pode ser usada como ferramenta preliminar para investigar a estabilidade. Recomenda-se NÃO usá-la no estudo final. O indicador de alívio de inércia pode ser usado em determinados casos onde as cargas externas são equilibradas.
Restrições adequadas para modelos sólidos
A distorção de um modelo sólido é definida completamente por 3 translações em cada nó. As rotações de um modelo sólido são implicitamente definidas pelas translações dos nós. Quando você aplica uma restrição fixa a um sólido, os três graus de liberdade (deslocamentos) de cada nó pertencente à aresta, vértice ou face são restritos.
Exemplo
Considere o modelo sólido de um cubo:
- Se você fixar um vértice, o modelo não ficará estável, porque pode girar em torno de um vértice fixo.
- Se você fixar dois vértices o modelo não ficará estável, porque pode girar em torno da linha que conecta os dois vértices.
- Se você fixar uma aresta, em geral uma aresta reta, o modelo não ficará estável, porque pode girar em torno de uma aresta fixa.
- Se você restringir duas faces ortogonais nas direções normais, o modelo não ficará estável, porque pode deslizar na terceira direção.
- Se você fixar três vértices, o modelo ficará estável.
A fixação de qualquer número de vértices ao longo de uma linha reta não é adequada para estabilizar um modelo sólido.
- Se você fixa uma face, o modelo fica estável.
- Se você fixa uma aresta e um vértice que não seja parte da aresta, o modelo fica estável.
- Se você restringe três faces ortogonais às suas direções normais, o modelo fica estável.
Outro exemplo é o caso de um cilindro oco:
- Se você restringe a face cilíndrica na direção radial, o modelo não fica estável porque pode girar.
- Se você restringe a face cilíndrica em uma direção tangencial, o modelo não fica estável porque pode deslizar na direção axial.
- Se você restringe a face cilíndrica na direção tangencial e um vértice na direção axial, o modelo fica estável.
- Se você fixar qualquer face, o modelo fica estável.
Restrições adequadas para cascas
A distorção de um modelo de casca fica completamente definida por 3 translações e 3 rotações em cada nó. As condições de restrição Imóvel e Fixa são diferentes para cascas. A condição Imóveis define as translações como zero mas não restringe rotações. A condição Fixa configura todas as translações e rotações como zero.
Exemplo
Considere uma chapa com malha gerada com elementos de casca:
- Se você torna um vértice imóvel, o modelo não fica estável porque pode girar em torno deste vértice.
- Se você tornar uma aresta imóvel o modelo não fica estável porque pode girar em torno desta aresta.
- Se você fixar uma aresta ou mais de um vértice, o modelo ficará estável.
NÃO é recomendável executar modelos de casca com um vértice fixo. Ainda que a fixação de um vértice teoricamente estabilize um modelo de casca, a simulação numérica pode levar a resultados incorretos.