几何非线性 — CAE术语解说

简单来说，当发生大变形或大旋转时，仅用变形前的形状计算力的平衡是不够的非线性性质。微小变形情况下"用变形前的形状取得平衡"就足够了，但当变形很大时，必须在形状改变后的状态下重新计算平衡才能得到正确答案。

虽然没有明确的阈值，但参考标准是应变超过5%或变形量超过部材尺寸的10%这种情况就必须了。橡胶O形圈的压缩变形、薄壁罐的座屈后变形、汽车车身薄板冲压成形等，从外观上形状明显改变的问题肯定要加入几何非线性。

典型的例子是座屈问题。线性分析只能计算荷重与变形的比例关系，无法捕捉座屈瞬间的急剧变化。薄板冲压成形分析如果忘记考虑几何非线性，皱纹和开裂的预测就完全不准确。

计算成本会增加，Newton-Raphson法的收敛性也会恶化。螺栓轴力计算这种微小变形问题如果用几何非线性，反而会不必要地复杂化，降低效率。要根据问题的性质来选择，这才是正确的做法。

作为非线性分析的整体框架，这些是必须掌握的：

没错，实际问题中两者经常同时发生。区分非线性的种类，理解各自的影响，对构建分析模型会很有帮助。