該文討論了幾何非線性對兩個模型力學(xué)響應(yīng)的影響；并通過與ABAQUS對比，驗證了SAUSAGE幾何非線性的正確性。                                                  

模型如圖1所示，模型高4.5m，頂點與底點水平距離為0.1m；截面為矩形0.12m×0.12m，模型材料的彈性模量為3.0×10⁴N/mm²；泊松比0.2；在模型底點固定，對頂點進行彎曲加載。

圖1 模型1示意圖

采用SAUSAGE和ABAQUS對此模型進行擬靜力分析；為對比幾何非線性對分析結(jié)果的影響，分別設(shè)置了考慮幾何非線性的工況和不考慮幾何非線性（即：線性）的工況，且均不考慮材料非線性。如圖 2所示，不考慮幾何非線性時，兩軟件的計算結(jié)果完全一致，位移隨時間為線性變化；考慮幾何非線性時，兩軟件的計算結(jié)果完全一致，與不考慮幾何非線性結(jié)果差異很大，位移隨時間為非線性變化。

(a) 豎向位移

(b) 水平位移

圖2 頂點位移

          

(a) 10.0s

     

(b) 30.0s

      

     (c) 50s

     

 (d) 100s

圖3 頂點水平位移云圖

為進一步對比SAUSAGE和ABAQUS考慮幾何非線性的計算結(jié)果，如圖 3所示，10s、30s、50s和100s時模型水平位移云圖完全一致。以上分析驗證了SAUSAGE幾何非線性分析模塊的正確性。

模型2為鋼網(wǎng)架，高度為7.4m，跨度67m；采用圓鋼管截面，鋼材為Q345。

(a) 三維視圖

(b)立面圖

圖4  網(wǎng)架模型示意圖

SAUSAGE和ABAQUS采用非線性擬靜力方法分析此結(jié)構(gòu)的極限承載力。模型2分析均考慮材料非線性，為對比幾何非線性對分析結(jié)果的影響，分別設(shè)置了考慮幾何非線工況（即：雙重非線性）和不考慮幾何非線性的工況（即：材料非線性）。

圖5給出了模型頂點豎向位移和基底豎向反力的關(guān)系。不考慮幾何非線性時，兩軟件的計算結(jié)果基本一致，基底豎向反力未出現(xiàn)軟化。考慮幾何非線性時，兩軟件的計算結(jié)果基本一致，與不考慮幾何非線性結(jié)果差異很大，基底豎向反力先達到極限值，然后不斷減小；當網(wǎng)架成為“凹面”時，承載力又開始增大。

圖5 極限承載力曲線

SAUSAGE和ABAQUS計算得到最終時刻的豎向位移，如圖6和圖7所示，兩軟件的計算結(jié)果基本一致。

圖6 最終時刻的豎向位移（材料非線性）

圖7 最終時刻的豎向位移（雙重非線性)

1、 幾何非線性對結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)影響顯著。

2、 通過與ABAQUS對比，驗證了SAUSAGE幾何非線性的正確性。