防止刚性实体运动

实体模型的适当约束

实体模型的变形完全由每个节处的 3 次平移来定义。实体模型的旋转由节的平移以隐含方式来定义。如果您将固定约束应用到实体，则属于边、顶点或面的每个节的 3 个自由度（位移）受到约束。

范例

假设有一个立方体的实体模型：

• 如果固定一个顶点，模型是不稳定的，因为它可以绕该固定顶点旋转。

• 如果固定两个顶点，模型是不稳定的，因为它可以绕连接这两个顶点的线旋转。

• 如果固定一条边线（通常是直边线），模型是不稳定的，因为它可以绕该固定边线旋转。

• 如果沿垂直方向约束两个正交面，模型是不稳定的，因为它可以沿第三个方向滑动。

• 如果固定三个顶点，模型是稳定的。

  沿一条直线固定的顶点数量再多，也不足以使实体模型稳定。

• 如果固定一个面，模型是稳定的。

• 如果固定一条边线和一个顶点，而顶点不是边线的一部分，则模型是稳定的。

• 如果沿垂直方向约束三个正交面，模型是稳定的。

再举一例，假设有一个空圆柱体：

• 如果沿径向约束一个圆柱面模型是不稳定的，因为它可以旋转

• 如果沿切向约束一个圆柱面，模型是不稳定的，因为它可以沿轴向滑动。

• 如果沿正切方向约束一个圆柱面并沿轴向约束一个顶点，模型是稳定的。

• 如果固定任何面，模型是稳定的。

外壳的适当约束

外壳模型的变形完全由每个节处的 3 次平移和 3 次旋转来定义。对外壳而言，不可移动和固定约束条件是不同的。不可移动将平移设定为零，但对旋转没有约束。固定将所有平移和旋转都设定为零。

范例

假设有一个被外壳单元网格化了的平板：

• 如果使一个顶点不可移动，模型是不稳定的，因为它可以绕该顶点旋转。

• 如果使一条边线不可移动，模型是不稳定的，因为它可以绕该边线旋转。

• 如果固定一条边线或一个以上顶点，模型是稳定的。

建议您不要在固定了一个顶点的情况下运行外壳模型。尽管从理论上讲，固定一个顶点可以使外壳模型稳定，但数值模拟可能会导致不正确的结果。

视频范例