Non linearità strutturali

Le fonti principali delle non linearità strutturali riscontrate nelle applicazioni pratiche sono le seguenti:

Non linearità geometriche

Nell'analisi agli elementi finiti non lineari, una principale fonte di non linearità è l'effetto dei grandi spostamenti sulla configurazione geometrica generale delle strutture. Le strutture sottoposte a grandi spostamenti possono subire alterazioni geometriche significative a causa delle deformazioni indotte del carico che possono produrre la risposta della struttura di non linearità con un irrigidimento e/o un rilassamento.

Ad esempio, strutture con cavi generalmente visualizzano un comportamento di rigidezza all'incremento dei carichi applicati mentre gli archi possono inizialmente ammorbidirsi e poi irrigidirsi, un comportamento ampiamente conosciuto come carico di punta con snap passante.

Non linearità del materiale

Un'altra importante fonte di non linearità deriva dalla relazione non lineare tra la sollecitazione e la deformazione, che è stata riconosciuta in numerosi comportamenti strutturali. Diversi fattori possono produrre un comportamento non lineare del materiale. La dipendenza della relazione deformazione-sollecitazione del materiale sull'andamento del carico (come nei problemi di plasticità), la durata del carico (come nell'analisi dello scorrimento) e temperatura (come nella termoplasticità) sono alcuni di questi fattori.

Questa classe di non linearità, nota come non linearità del materiale, può essere idealizzata per simulare effetti pertinenti a diverse applicazioni mediante l'utilizzo di relazioni costitutive.

Cedimento delle connessioni con travi-colonne durante i terremoti è una delle applicazioni nelle quali le non linearità del materiale sono plausibili.

Non linearità di contatto

Una classe speciale di problemi di non linearità affronta la natura mutevole delle condizioni al contorno delle strutture coinvolte nell'analisi cinematica. Questa situazione viene riscontrata nell'analisi dei problemi di contatto.

Strutture soggette a colpi , contatti dentellatura dell'ingranaggio, problemi di adattamento, connessioni filettate e corpi di impatto sono alcuni dei molti esempi che richiedono la valutazione dei contorni di contatto. La valutazione dei contorni di contatto (nodi, linee o superfici) può essere ottimizzata utilizzando gli elementi di gioco (contatto) tra i nodi sui contorni adiacenti.