結構非線性

幾何非線性

在非線性有限元素分析中，非線性的主要來源是歸因於結構的整體幾何模型組態承受大位移效應。結構在受到大位移下，由於負載而引發變形，因而在幾何上可能會有大幅改變，使結構以非線性方式出現剛化及/或軟化反應。

例如，類似纜線的結構在套用的負載增加時，通常會出現硬化行為，而弧形部份則可能會先軟化，然後再硬化，此種行為又稱為翹曲挫曲。

材料非線性

非線性的另一個重要來源是來自已在幾種結構行為中識別出的應力及應變間之非線性關係。有幾項係數會使材料行為成為非線性。其中包括材料應力 － 應變關係與負載歷程的相依性 (如在可塑性問題中) 、負載持續 (如在潛變分析中)，以及溫度 (如在熱電 － 可塑性中)。

此非線性類別 (又稱為材料非線性) 最適合用來模擬此類與透過使用本構關係進行不同應用有關的效應。

其中一種應用為橫樑 － 柱連接在地震時的降伏，在此應用中材料非線性是可能的。

接觸非線性

此為非線性問題的特殊類別，與分析結構在運動中的邊界條件之變更特性有關。在分析接觸問題時，就會遇到此種情況。

需要估計接觸邊界的例子包括結構撞擊、輪齒接觸、安裝問題、螺紋連接及撞擊體。您可使用相鄰邊界上各節點間的間隔 (接觸) 元素來估計接觸邊界 (節點、直線或表面)。