大变形 — CAE术语解说

大变形分析是不采用变形很小这一假设的分析。考虑几何非线性，基于变形后的形状建立平衡方程。Abaqus的「Nlgeom=ON」和Ansys的「Large Deflections ON」就是这样的设置。

一般来说，应变超过5%，或位移超过模型特征尺寸的10%时就要考虑。但是像座屈问题这样，虽然应变较小但变形路径对结果影响重大的情况也存在。如果不确定，建议始终启用大变形，这样比较稳妥。

比如橡胶拉伸的例子。线性分析中，应力会随着拉伸长度持续增加，但大变形分析会考虑截面积的减少（缩颈），这样就能反映出名义应力和真应力的差异。在板材冲压成形的模拟中，不启用大变形就完全无法预测皱纹和撕裂。

由于需要增量法和迭代法，计算时间比线性分析多数倍到数十倍。不过这取决于非线性的强度。微小的大变形可能只需要几步就结束，但涉及金属塑性变形的板材冲压成形可能需要数百步。计算成本的增加是为了提高精度所必要的代价。

用同一个模型把线性和非线性的结果进行比较，就能体感到两者的差异在哪里。建议试试看。