Характеристики шарниров определяются независимо для каждой степени свободы. Введение шарнира в выбранном направлении приводит к разделению элемента на два элемента и к введению двух узлов в модель конструкции (это показано на рисунке внизу).
Итак, после введения шарнира появляются дополнительные независимые степени свободы, то есть появляется возможность перемещений или поворотов в узлах 3 и 4. Для направлений, в которых определены нелинейные связи, соотношения между силами и взаимными перемещениями устанавливаются с помощью двухузлового элемента (элемента DSC), в котором действуют узловые силы, определяемые формулой:
где
- вектор функций сила- перемещение отдельно для каждой степени свободы.
Ниже показана матрица жесткости элемента:
где
- k = [ki]; i = 1, Ndl — вектор жесткости в направлении каждой из степеней свободы.
- T – матрица преобразования от локальной системы координат стержневого элемента к глобальной системе координат; diag(k) - диагональная матрица, образованная из вектора k.
Метод создания характеристик шарнира пригоден для всех степеней свободы. Диаграмма может быть составлена из отрезков прямой линии. Другими словами, диаграмма не обязательно должна иметь непрерывную производную.