Não linearidades estruturais

As principais forças de não linearidades estruturais encontradas em aplicações práticas são as seguintes:

Não linearidades geométricas

Na análise não linear de elementos finitos, uma importante fonte de não linearidades é o efeito de grandes deslocamentos na configuração geométrica geral das estruturas. Estruturas que sofrem grandes deslocamentos podem ter mudanças significativas em sua geometria devido a distorções induzidas por cargas, que podem fazer com que ela responda de maneira não linear enrijecendo e/ou amolecendo.

Por exemplo, estruturas do tipo cabo geralmente exibem um comportamento de enrijecimento quando as cargas aplicadas aumentam, enquanto arcos apresentam um amolecimento seguido de enrijecimento, comportamento que é conhecido como flambagem "snap-through" ..

Não linearidades de material

Outra fonte importante de não linearidades surge da relação não linear entre tensão e deformação, reconhecida em vários comportamentos estruturais. Vários fatores podem fazer com que o comportamento do material seja não linear. A dependência da relação tensão-deformação no histórico de cargas (nos problemas de plasticidade), duração da carga (em análises de fluência) e a temperatura (na termoplasticidade) são alguns desses fatores.

Esta classe de não linearidades, conhecida como não linearidades de material, pode ser idealizada para simular tais efeitos, pertinentes a várias aplicações, através da utilização de relações constitutivas.

O escoamento de conexões viga-coluna durante terremotos é uma das aplicações em que as não linearidades dos materiais são plausíveis.

Não linearidades de contato

Uma classe especial de problemas não lineares trata da natureza mutante das condições de limite das estruturas envolvidas na análise durante o movimento. Esta situação é encontrada na análise de problemas de contato.

Choques em estruturas, contatos de dentes de engrenagem, problemas de ajuste, conexões rosqueadas e corpos de impacto são alguns exemplos que exigem a avaliação dos limites de contato. A avaliação dos limites de contato (nós, linhas ou superfícies) pode ser executada usando elementos de folga (contato) entre os nós dos limites adjacentes.