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1.線性靜態分析和非線性分析：·線性靜態分析和非線性分析是針對結構在受力情況下的行為和性能進行的分析方法。·線性靜態分析假設結構材料的行為是線性的，加載是靜態的，適用于小變形、小位移的結構；而非線性分析考慮了結構在加載過程中可能出現的非線性行為，例如材料的塑性變形、幾何的非線性等，適用于大變形、大位移、非線性材料行為等情況。

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基于optistruct的含cbeam單元的簡易非線性分析，本案例目的在于學習如何在optistruct中簡易模擬含有beam單元的擠壓，如何定義cbeam單元、建立非線性材料、非線性分析步等。通過本案例的學習可獨立完成含C beam單元非線性工程分析仿真模型。

靜力學分析 當慣性效應可以忽略時，可以采用靜態應力分析，這可能也是一個實際時間尺度的問題，例如當材料有粘塑性響應時，屈服應力與應變率相關，分析可以是線性的或非線性的。非線性可能是由大位移效應、材料非線性和邊界非線性(如接觸和摩擦)引起的。

解決方案混合的非線性靜態分析研發團隊決定對支撐梁模型進行非線性靜態分析。使用MSC Nastran的靜力學分析求解器SOL 101和隱式非線性分析求解器SOL 400，研發團隊可以進行線性和非線性靜力學分析。一個通用的有限元模型既可以進行線性分析，也可以進行非線性分析。工程師可以使用MSC Nastran提供的高級接觸建模技術中的各種內置選項進行操作。第一步是確定整機的重量。

研發團隊決定對支撐梁模型進行非線性靜態分析。

大多數工程問題，為了保證一定的安全性，都需要部件的最大應力小于材料的屈服極限，所以僅通過線性靜態分析已能得到相對比較滿意的結果。線性靜力分析是一種應用最廣泛的一類分析類型。常用于線彈性材料、靜態或動態穩定狀態加載的工況。線性 材料的線性：金屬的應力應變曲線，如下圖所示，通常分為四個階段：彈性階段、屈服階段、應變硬化階段和頸縮斷裂階段。

如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。在接觸編輯界面，可以選擇機械約束方式為運動學接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。這是對模型定義非線性接觸后得到的分析結果，以供參考。下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例

因此為了得到較為精確的屈曲分析，還需要做非線性屈曲分析，結構達到極限載荷時，非線性求解將發散，為獲得結構屈曲后加載歷程的下降段，將會采用弧長法進行求解。非線性屈曲分析的目的是得到第一個極限載荷點，弧長法能夠用于后面的后屈曲分析。 弧長法僅對靜態分析有效，而且必須激活幾何非線性（NLGEOM，ON）。

圖 6 豎向位移云圖（線性分析） 圖 7 Von Mises應力云圖（線性分析） 2.1.2線性和非線性分析結果對比 選擇跨中中結點和邊結點處置方向加速度響應線性分析和非線性分析對比。

本文以1986年的文檔《ADIINA_ADINAT使用手冊-自動動態增量非線性分析有限元程序》和ADINA81，ADINA84兩個版本的源代碼為基礎，回顧一下當時先進的非線性有限元程序。文檔和源代碼均從網絡獲得。手冊描述了adina支持的單元類型，材料本構及分析類型。

上述 4 條中如果有 1 條不滿足要求，就必須進行非線性分析。 如果外載荷與模型的響應之間具有非線性的關系，就屬于非線性問題，它可以分為三類：幾何非線性、邊界條件非線性和材料非線性。

非線性屈曲或屈曲后分析不是一次運行分析，而是一組分析。靜態分析中需要一些先進的非線性技術，如穩定化，這可能需要反復試驗。 &bull; 首先做一個線性屈曲分析 最好從線性屈曲分析開始，以驗證模型的正確性和完整性，并大致了解屈曲載荷可能有多大。在線性分析中，可以擴展振型以預測屈曲振型（用于稍后引入幾何缺陷）。 &bull; 應引入幾何缺陷或擾動載荷。

非線性結構分析 在數值結構分析中，線性彈性分析是計算在外力施加下結構變形最簡單的方法。然而在真實的實驗案例中，幾何或材料的非線性特性會顯著影響變形狀況。這些效應可能導致力和位移的非線性關系。 圖一顯示線性彈性和非線性彈性分析之平衡關系差異。 圖一 線性彈性和非線性彈性分析之平衡路徑差異 本文聚焦于幾何變化引起的非線性效應。

非線性結構分析在數值結構分析中，線性彈性分析是計算在外力施加下結構變形最簡單的方法。然而在真實的實驗案例中，幾何或材料的非線性特性會顯著影響變形狀況。這些效應可能導致力和位移的非線性關系。 圖一顯示線性彈性和非線性彈性分析之平衡關系差異。圖一 線性彈性和非線性彈性分析之平衡路徑差異本文聚焦于幾何變化引起的非線性效應。

在ABAQUS中，幾何非線性即大變形可在分析步 (Step) 中選擇開啟，開啟后在分析過程中會考慮到幾何非線性。材料庫中有豐富的材料可供選擇，對于橡膠材料可選擇超彈性、粘彈性。

大多數的結構分析計算，為了快速獲得該結構因受外力或溫度變化而產生的變形，不使用迭代法而進行線性結構分析。然而，與線性結構分析相比，透過迭代方法獲得的非線性結構分析結果，更可以考慮位移對于結構或外力的影響。Moldex3D支持非線性翹曲分析求解器，為用戶提供有限變形和幾何非線性分析(材料非線性需要利用其他整合性功能來考慮)。

瞬態分析的特點是隨著時間的推移溫度場不斷變化，除了與環境的能量交換還會涉及熱能儲存。穩態分析關注穩定狀態的解，是固定邊界條件問題。 有幾個方面的因素使穩態和瞬態求解具有非線性性質。最常見的非線性是由與溫度有關的材料性能引起的，特別是熱導率和比熱的溫度相關性。邊界條件，主要是對流和輻射，會引入其他非線性項。所有非線性分析必然涉及到求解迭代、誤差估計和收斂準則。

wx_fmt=png&amp;from=appmsg"></p><p><strong>圖3 CNTSTB卡片設置</strong></p><p><br></p><p>CNTSTB卡片是用來定義接觸控制穩定參數的卡片，適用于幾何小變形/幾何大變形情況下的非線性靜態、非線性瞬態分析中的面面接觸以及點面接觸，在遇到接觸不易收斂，以及在計算接近完成（載荷增量達到0.98-1）時未能收斂情況下，使用該卡片可以保證良好的收斂性