Strukturální nelineárnosti

Geometrické nelineárnosti

V nelineární analýze konečných elementů je hlavní zdroj nelineárností způsoben účinkem velkých posunutí na celkové geometrické konfiguraci struktur. U struktur podléhajícím velkým posunům může docházet k významným změnám v jejich geometrii vzhledem k zatížením indukovaným deformacím, které mohou způsobovat nelineární reakci struktury v podobě tuhnutí nebo měknutí.

Například struktury podobné kabelům všeobecně vykazují při zvyšování použitých zatížení tuhnutí, naopak oblouky mohou reagovat nejprve měknutím, po kterém následuje tuhnutí, což je chování obecně známé jako zborcení s krokem skrz.

Nelinearity materiálu

Další důležitý zdroj nelinearit vychází z nelineárního vztahu mezi napětím a namáháním, který byl rozpoznán v několika strukturálních chováních. Nelineární chování materiálu může způsobit několik faktorů. Některými z těchto faktorů jsou závislost vztahu napětí-namáhání materiálu na historii zatížení (jako u problému plasticity), trvání zatížení (jako v analýze tečení) a teplotě (jako u teplotní plasticity).

Tuto třída nelinearit, známá jako materiálové nelinearity, je možné idealizovat, aby se takovéto účinky, které se týkají různých aplikací prostřednictvím použití základních vztahů, daly simulovat.

Uvolnění spojení nosník-sloup při zemětřeseních je jednou z aplikací, ve kterých mají materiálové nelinearity smysl.

Kontaktní nelinearity

Speciální třída nelineárních problémů se týká měnící se povahy hraničních podmínek struktur obsažených v analýze během pohybu. K této situaci dochází v analýze problémů kontaktu.

Nárazy konstrukcí, kontakty ozubených kol, problémy slícování, závitová spojení a rázová tělesa představují několik příkladů vyžadujících vyhodnocení kontaktních ohraničení. Vyhodnocení ohraničení kontaktu (uzly, čáry nebo povrchy) je možné dosáhnout pomocí elementů mezery (kontaktu) mezi uzly na přilehlých ohraničeních.