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ANSYS Mechanical具有强大的非线性计算能力，能够对几何非线性、材料非线性、接触非线性、混合非线性（塑性和接触等）、非线性屈曲等计算问题进行非常好的模拟仿真，是目前最强大的非线性问题计算软件之一。
一、非线性分析背景
1、结构非线性的定义
江边渔者垂钓的鱼竿、承载运动器重量的轮胎、重型机械零件的锻造、薄板零件的冲压与折弯等，都涉及结构非线性问题。
对这些结构绘制载荷与变形的曲线，均不再符合胡克定理 ，而表现出非线性结构的基本特性，结构刚度不再是常量，而成为函数变量。
2、非线性行为类型
① 几何非线性
当结构经受大变形时，变化的几何形状可能会引起结构的非线性响应。例如鱼竿提线的过程、大型壳体结构非线性屈曲的过程，都属于几何非线性问题。
② 材料非线性
金属塑性、橡胶材料超弹体与粘弹性、混凝土问题、率相关性蠕变等问题都是典型的材料非线性问题。
图1 混合非线性
③ 接触非线性
接触是种普遍的非线性行为，是状态变化非线性类型**殊而重要的子集。当零件彼此之间接触与分离，接触刚度会发生相应的改变。
非线性问题通常不会单一出现，ANSYS Mechanical具有同时处理混合非线性问题的能力，如图1所示就是混合非线性的问题，同时考虑金属的塑性与接触的非线性问题。
3、构建非线性模型
适度的非线性行为求解采用的几何设置、网格通常无需修正，与线性行为一致。
多数情况需要对若干特性进行修正，包括单元的特性、非线性材料数据（塑性、蠕变、超弹体等）、几何建模（奇异引起不收敛问题）等。
如下设置与修改，可能有益于非线性分析问题的收敛。
① 修改【Mesh】→【Shape Checking】选项为“Aggressive Mechanical”或“Nonlinear Mechanical”，如图2所示，这能够提供一种增强的单元质量处理大应变分析中过度扭曲。
② 修改【Geometry】→【Element Control】选项为“Manual”，可以在完全积分与减缩积分策略中进行切换。该选项影响单元中积分点的数量，如图3所示。例如强制修改完全积分应用于高阶单元（默认采用一致减缩积分），这通常有助于厚度上仅有一层单元的结构，以提高计算求解精度。
③ 默认情况下，结构单元将默认采用具有中间节点的高阶单元。通过图4中所示进行高阶单元（Kept）与低阶单元（Dropped）的转换。
图2 Shape Checking
图3 Element Control
图4 Element Midside Nodes
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