Ansys Mechanical | 材料非线性和几何非线性操作
本文摘要：（由ai生成）
Ansys Mechanical中，分析结构非线性需考虑材料、几何和边界非线性。大变形开关对大变形结构尤为重要，影响刚度矩阵更新。L形结构案例分析显示，线性材料下大变形开关影响小，但非线性材料下，打开大变形开关可提高结果准确性，反映应力降低和变形量增加。因此，变形大或存在非线性因素时，建议打开大变形开关，以获更准确结果，尽管会增加计算时间。
写在前面：
Ansys Mechanical只要定义了材料非线性，分析即可考虑材料非线性影响；
Large Deflection开关可以考虑结构变形对刚度的影响，结果更准确，但计算时间更长；
弹性范围内，变形一般较小，不打开大变形开关对结果影响不大；
所有影响因素都考虑之后，再考虑网格无关性。
Ansys Mechanical材料非线性和几何非线性操作
结构非线性问题
我们知道结构非线性问题主要有材料非线性、几何非线性和边界非线性三个方面的原因。
材料非线性指的是材料应力应变本构关系非直线关系，这个问题只需要在仿真分析材料属性中定义即可；
几何非线性主要是结构发生大变形（大挠度、大转动、应力刚化等）时，由于结构刚度矩阵发生变化导致平衡方程中的初始刚度矩阵不能完全代表计算过程中的刚度特征，此时需要在计算过程中更新刚度矩阵以达到更真实准确的结果；
边界非线性实际上主要针对的就是接触非线性，对于有接触的两个部件，接触条件对于它们来说可以看作是支撑条件，是影响其接触法向刚度属性的，因此接触状态的变化也可以认为是通过刚度矩阵的变化影响结果。（接触问题不在此展开）
Ansys Mechanical材料非线性和几何非线性操作
案例
可以看到关闭大变形和打开大变形，两者的结果略有差别。这主要是因为线性材料其本身变形并不是很大，打开大变形会促使软件在计算过程中更新刚度矩阵，带来两者的结果差异。但是很明显，结构强度结果明显超过了屈服极限，但线性材料并不会发生屈服，从塑性应变结果可以看到（无塑性应变）。
非线性材料大变形关——变形结果
非线性材料大变形开——变形结果
结构变形幅度较小时，是否打开大变形开关，对结果影响不大；变形幅度较大时，打开大变形开关与否，结果差异非常明显。
材料非线性问题虽然重点在材料定义时是否定义了塑性等非线性本构关系，但如果由于材料非线性引起结构大变形，仍需要打开大变形开关，即只要有非线性因素，建议都打开，非线性结果总是更准确的（线性是一种理想假设）。
对于不确定的情况，打开大变形开关总归是更准确的，唯一的缺点是很可能大大增加了计算时间。
