几何非线性

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:18

当挠度大得足以使结构的位移发生大的变化的称为几何非线性。

简介结构发生非常大的位移,结构的形状发生非常大的变化,因此所列的平衡方程不能按照原结构的形状列出,而要按照变形后的结构形状来列,可以这样来理解几何非线性。

分类几何非线性一般分为三类:

1、大位移小应变问题;

2、大位移大应变问题;

3、大转角问题。

相关概念介绍所谓线性变形体系是指位移与载荷呈线性关系的体系,而且当载荷全部撤除后,体系将完全恢复原始状态。

这种体系也称为线性弹性体系,它需满足下列条件:

(1)材料的应力与应变关系满足虎克定律;

(2)位移是微小的;

(3)所有约束均为理想约束。

线性体系的力——位移曲线和应力——应变曲线均为直线。

当以上三种假设有一个或几个不满足时,就会出现非线性问题,如下:

(1)如果体系的非线性是由于材料应力与应变关系的非线性引起的,则称为材料非线性,即应力——应变关系不再是直线,如材料的弹塑性性质、松驰、徐变等。

(2)如果结构的变位使体系的受力发生了显著的变化,以至不能采用线性体系的分析方法时就称为几何非线性,即力——位移关系不再是直线。如结构的大变形、大挠度的问题等。

(3)还有一类非线性问题是边界条件非线性,或状态非线性,如各种接触问题等。1

几何非线性问题的复杂性1、追随力;

2、非线性应力应变度量;

3、一致的非线性刚度矩阵;

4、材料非线性;

5、不可压缩性;

6、网格扭曲。2

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学