Актуально на ․ Приведённые ниже сведения основаны на документации и практике работы в КОМПАС-3D V11 (ЗАО «АСКОН»)․
Что такое «степень свободы» и зачем её ограничивать
В любой 2D-эскиз или 3D-сборку можно описать через степени свободы (СС)․
У точки — две СС (по X и Y), у окружности, три СС (координаты центра и радиус), у тела в 3D, до шести СС (три поступательных и три вращательных)․
Ограничение снимает одну или несколько СС, «привязывая» объект к другим элементам или к глобальной системе координат․
Классификация ограничений
Геометрические ограничения в 2D-эскизе
- Совмещение — убирает две СС между точками/линиями․
- Горизонталь/Вертикаль — снимает одну СС направления․
- Параллельность/Перпендикулярность — фиксирует угол, уменьшая СС на единицу․
- Симметрия точек — делает две точки зеркальными относительно оси, уменьшая общее количество СС на две․
- Биссектриса — симметрично располагает две линии относительно третьей, снимая одну СС угла․
- Равенство расстояний — фиксирует размер, снимая СС длины․
Сборочные ограничения 3D
| Тип зависимости | Снимаемые СС | Пример применения |
|---|---|---|
| 3D Совмещение | 3 (по осям X, Y, Z) | Центры двух отверстий совмещены |
| 3D Вставка (по цилиндрическим кромкам) | 4 (2 радиальные + 2 осевые) | Втулка в корпусе |
| Симметрия | 1–3 (по выбору осей) | Зеркальное расположение опор |
| Угол | 1 (вращательная) | Поворот крышки корпуса |
Избыточные и конфликтующие ограничения
Избыточное, ограничение, которое не удаляет ни одной реальной СС․
Например, если две линии уже параллельны по двум другим связям, добавление вручную «Параллельность» станет избыточным и помечено системой жёлтым значком․
Конфликтующие — ограничения, требующие невозможного одновременно (красный значок)․ Решатель (Geometric Constraint Solver) выдаст ошибку, и придётся выбрать, что именно удалить․
Как видеть степени свободы в КОМПАС-3D
- Перейдите на вкладку «Параметризация»;
- Включите флажки «Отображение ограничений» и «Отображение степеней свободы»․
- Не закреплённые точки/тела будут иметь стрелки — визуальные индикаторы оставшихся СС․
- Щёлкнув стрелку, можно «потянуть» объект и увидеть, в каких направлениях он может двигаться․
Типичные сценарии и советы
Сценарий 1: фиксация основания металлоконструкции
В сборке металлоконструкций нужно убрать все СС у опоры, чтобы она не «плыла» при расчётах․
- Используйте осадку опоры (жёсткая фиксация: 3 поступательные + 3 вращательные СС)․
- Укажите систему координат: Глобальная СК → Основание → Фиксация всех степеней свободы․
Сценарий 2: «подвижные» детали не хотят двигаться
Иногда КОМПАС показывает, что часть деталей имеет оставшиеся СС, но мышью за стрелки их не сдвигается․
- Проверьте, нет ли скрытых ограничений (включите «Показать все»)․
- Возможно, объект «залочен» в дереве спецификаций как «Зафиксирован» через контекстное меню․
- Попробуйте временно подавить все ограничения для диагностики: Параметризация → Подавление ограничений․
Мини-чек-лист для инженера
- ✅ Перед расчётами FEM/FEA убедитесь, что все лишние СС у опор убраны, а подвижные элементы оставлены․
- ✅ Используйте цветовую индикацию решателя: зелёный — норма, жёлтый — избыточные, красный — конфликт․
- ✅ Для сложных сборок применяйте иерархические связи: сначала жёстко зафиксируйте базовую деталь, затем по цепочке добавляйте остальные․
- ✅ Регулярно проверяйте число СС командой Сборка → Проверка степеней свободы․
Понимание и правильное применение ограничений степеней свободы в КОМПАС-3D позволяет строить стабильные, корректно работающие модели и сборки, избегая ошибок как при проектировании, так и при последующих инженерных расчётах․