非线性问题主要分为三类：几何非线性、材料非线性、状态非线性。

本文主要介绍材料非线性操作步骤

01本案例使用模型

图1

材料在弹性段内表现出线性的应力应变关系，随着外部载荷的增加，内部应力也随之增大，当应力超过材料的屈服强度时，材料从弹性阶段进入塑性阶段，进而材料的性能不再是线性状态，使得结构不再线性变化。

金属材料存在明显的屈服点，在屈服点之前表现为线弹性状态（A区域）。随着内部应力的增大，超过屈服强度后表现出明显的非线性特性（B区域），即应力不再随着应变线性变化。材料进入非线性状态后，使得结构表现出非线性特性，这种情况也需要按照非线性问题进行处理。

02材料非线性静力学分析思路

1.前处理

1.1.模型生成

1.2.材料定义

1.3.材料赋值

1.4.网格划分

2.求解

2.1.约束条件

2.2.载荷条件

2.3.求解设定

3.后处理

3.1.变形

3.2.应变

3.3.应力

03开始材料非线性静力学操作

1.前处理

1.1.模型生成：导入模型→检查文件命名→回到主界面

导入模型：鼠标左键双击选择模态；鼠标右键点击A3，右键点击“几何结构”→导入几何结构→模型文件

图2

检查文件命名：右键点击A3，点击“DesignModeler”点击生成→确保模型文件路径所有命名都是英文输入

图3图4

1.2.材料定义

双击点击A3工程数据，进入新界面；鼠标左键“点击此处添加新材料”，进行材料命名如”tanxing”，将左边的工具箱的物理属性和线性弹性展开；双击选择“密度“density和“各向同性”IsotropicElasticity，“双线性各向同性硬化”BilinearIsotropicHardening；下方属性：大纲形出现新内容；然后填写材料的密度为、杨氏模量为2.1e11Pa、泊松比0.3、屈服强度MPa、切线模量MPa；回到项目主界面。

图5图6

1.3.材料赋值

鼠标右击A4模型，鼠标左击编辑，打开新界面或者双击A4模型打开新界面；点击项目视图的几何结构→导入的模型→点击二级界面的材料→任务栏→刚刚定义的材料

图7

1.4.网格划分

右键点击项目视图里网格，插入方法，进行范围选择，用工具框选整个模型几何体，方法选择多区域；再插入尺寸调整，进行范围选择，用工具框选整个模型几何体，给单元尺寸设置为mm；右键点击项目视图里网格，点击生成网格。

图8图9图10图11图12

2.求解

2.1.约束条件

点击项目视图的静态结构，导航栏变化；点击导航栏的约束条件-固定，出现二级界面；选择工具栏的选择面的工具；选择模型需要固定约束的面，按住Shift键连选两个面；点击二级界面应用，确认约束条件。

图13

2.2.载荷条件

点击导航栏的力，出现二级界面；选择需要施加载荷条件的面，点击应用；定义依据选择分量；二级界面的载荷的力大小需要设置，也可以通过最右边的表格数据去设置力的大小，这里用表格数据，给Z方向输入-4e＋N。

图14图15

2.3.求解设定

载荷步设置，这里设置关闭自动时步，设置子步数量为25；求解器默认程序控制（直接法精度大、计算慢，迭代法精度小、计算快）；打开大变形[大挠曲]开关（几何非线性必打开设置）；其他设置默认不变。

图16

3.后处理

3.1.变形

右键点击项目视图的求解，选择插入→变形→总计；变形的范围设置默认全部几何体也可以自定义选择范围；右键点击变形，选择求解，等待计算，得出变形结果/也可以右键点击项目视图的求解，选择评估所有结果,得出变形结果。

图17图18图19

3.2.应变

插入等效应变→点击评估所有结果→得出结果

图20

3.3.应力

插入等效应力→点击评估所有结果→得出结果

图21

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