自由度和约束代码

在结构分析中, 自由度这个术语非常重要但经常被误解. 自由度是指 6 一个点可能发生的运动，以及这些运动是自由运动还是受限运动. 虽然这看起来像是很多行话, 在本教程和下面的教学视频中会更好地理解它.

首先是什么 6 自由程度? 想象一架悬浮在太空中的飞机. 飞机可以自由向前或向后移动 (沿其 X 轴), 左到右 (沿其 Z 轴) 或上下 (沿其 Y 轴). 这些被称为 翻译 并组成前三个自由度. 飞机也可以自由左右旋转 (滚动 - 绕自己的 X 轴旋转), 向下或向上俯仰 (绕自己的 Z 轴旋转) 或向左或向右偏航 (绕自己的Y轴旋转). 这些是第 4、5 和 6 度，称为 旋转的 自由程度. 所以简而言之:

1. X翻译
2. Y翻译
3. Z翻译
4. X旋转
5. Y旋转
6. Z轴旋转

字母代表什么?

• 'F' - 固定 - 这个自由度有一个固定的约束. 在这个方向上作用的任何力都被节点处的支撑或连接中的连接成员吸收.
• 'R' - 已发行 - 这个自由度是没有限制的. 节点可以在这个方向上自由移动，任何作用在这个方向上的力都不会传递到连接的元素或支撑上.
• 'S' - 弹簧 - 有限制，但其限制水平取决于弹簧系数，该系数基于 胡克定律.

支撑约束代码

结构分析模型中使用的支撑类型通常由 6 自由程度. 一个例子代表 6 自由度 6 由 Fs 和 Rs 组合而成的字符代码 - 其中 F = 固定，R = 已发布. 例如, 代码表示完全固定的支撑 "FFFFFF" 因为它是固定的 6 自由程度. 销支撑通常仅在 Z 轴旋转时释放，因此表示为 "FFFFFR". 另一个例子是滚轮支撑. 在这个例子中, 它不能支持 x 平移或任何旋转中的任何力. 因此，它被赋予约束代码“RFFRRR”.

另一种思考方式, 是支持将包含对任何固定自由度的反应. 例如, 固定支撑固定在 X 和 Y 平移中 - 因此预计在 x 和 y 方向上会有反应.

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山姆·卡里利亚诺
SkyCiv首席执行官兼联合创始人
ng (民用), 电信公司
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