Lineární statická analýza předpokládá, že vztah mezi zatíženími a vyvolanou odezvou je lineární. Pokud například zdvojnásobíte zatížení, zdvojnásobí se také odezva (posuny, namáhání, napětí, reakční síly atd.).
Při určité úrovni zatížení se tak či onak všechny reálné struktury chovají nelineárně. V některých případech může být lineární analýza dostatečná. V mnoha jiných případech může lineární řešení tvořit chybné výsledky, protože jsou porušeny předpoklady, na kterých se zakládá. Nelinearita může být způsobena chováním materiálu, velkými posuny a podmínkami kontaktu.
Lineární problém můžete řešit pomocí nelineární studie. Vzhledem k rozdílným postupům mohou být výsledky mírně odlišné.
V nelineární statické analýze nejsou uvažovány dynamické efekty, například síly setrvačnosti a tlumení. Zpracování nelineární studie se od zpracování statické studie odlišuje v následujících bodech:
Vlastnosti studie
Dialogové okno
Nelineární obsahuje čtyři záložky: Řešení, Pokročilé možnosti, Vliv proudění/teplot a Poznámky. Záložky Řešení a Upřesňující nastavují volby a parametry vztahující se k numerickým postupům, pomocí kterých se řeší problém. Záložky Vliv proudění/teplot a Poznámky jsou podobné záložkám v dialogovém okně vlastností statické studie.
Pro nelineární statickou analýzu je čas pseudoproměnnou. Popisuje, při kterých úrovních zatížení je řešení hledáno. Pro nelineární dynamickou analýzu je čas reálnou hodnotou.
Materiál
Pro statické studie můžete vybrat pouze lineární izotropní a lineární ortotropní materiály. Pro nelineární studie můžete navíc definovat následující modely materiálů:
- Nelineární elastický
- Plasticita von Mises (kinematický a izotropní)
- Plasticita Tresca (kinematický a izotropní)
- Tvárnost Drucker Prager
- Hyperelastický Mooney Rivlin
- Hyperelastický Ogden
- Hyperelastický Blatz Ko
- Viskózně elastický
Zatížení a uchycení
Pokud je použita metoda silové regulace, uchycení a zatížení jsou definována jako funkce času. Pro viskózní elasticitu a problémy s tečením a také nelineární dynamickou analýzu je čas reálným číslem. Pro ostatní problémy je čas pseudoproměnnou, která určuje úroveň zatížení v různých krocích řešení.
Řízení posunu využívá křivku, která je přidružena pouze k ovládání stupně volnosti. Kontrolní metoda délky oblouku nepoužívá žádné časové křivky.
Řešení
Řešení nelineárních studií zahrnují výpočet výsledků v různých krocích řešení (úrovně zatížení a uchycení). Numerické postupy jsou složitější než řešení lineárních statických studií. Při hledání konvergence ke správnému řešení v kroku řešení program provede několik iterací. Z těchto důvodů je řešení nelineárních studií časově náročnější a má větší požadavky na zdroje než řešení lineárních statických studií.
Přestože program počítá výsledky v jiných krocích řešení, implicitně zachovává výsledky pouze v posledních kroku řešení. Můžete vybrat určitá umístění a kroky řešení, ve kterých budou výsledky zachovány jako součást určujících vlastností studie.
Výsledky
Výsledky jsou dostupné jako funkce času. Napětí jsou například dostupná v různých krocích řešení. Kromě zobrazení výsledků v posledním kroku řešení můžete zobrazit výsledky v dalších krocích řešení vyžádaných ve vlastnostech studie pro řešení. Pro umístění vybraná ve vlastnostech studie můžete vytvořit graf výsledků jako funkci pseudo času (vývoj zatížení).
Úlohy s kontakty
Kontakt je běžným zdrojem nelinearity. Statické studie umožňují řešení úloh pro kontakty s malými a velkými posuny. Při řešení úloh s kontakty pomocí statických studií platí následující omezení:
- Pokud používáte velké posuny, výsledky budou dostupné pouze v posledním kroku řešení. V nelineárních studiích získáte výsledky pro každý krok řešení.
- Pokud není nelinearita způsobena výskytem kontaktu, nemůžete použít statické studie. Může to být způsobeno nelineárními vlastnostmi materiálu, změněnými zatíženími/uchyceními, nebo jinou nelinearitou.
- Pokud problémy kontaktů s velkými posuny řešíte pomocí statických studií, program při deformaci modelu nebude aktualizovat směry zatížení. V nelineárních studiích program v každém kroku řešení aktualizuje směry tlakového zatížení podle deformovaného tvaru v případě, že je ve vlastnostech studie aktivovaná volba Aktualizovat zatížení s průhybem.
V nelineárních studiích můžete ovlivnit jednotlivé kroky řešení. V statických studiích s velkými posuny program nastavuje kroky řešení sám.