HyperWorks OptiStruct几何非线性的设置

之前，我们已经为大家介绍了OptiStruct隐式非线性能做哪些类型的问题，那么今天主要针对其中的几何非线性进行详细的介绍。

首先什么是几何非线性呢？

所谓线性变形体系是指位移与载荷呈线性关系的体系，而且当载荷全部撤除后，体系将完全恢复原始状态。这种体系也称为线性弹性体系，它需满足三个条件：
（1）位移是微小的；
（2）材料的应力与应变关系满足虎克定律；
（3）所有约束均为理想约束。

线性体系的力—位移曲线和应力—应变曲线均为直线。

当以上三种假设有一个或几个不满足时，就会出现非线性问题。如果结构的变位使体系的受力发生了显著的变化，以至不能采用线性体系的分析方法时就称为几何非线性，即力—位移关系不再是直线。如结构的大变形、大挠度的问题等。

在OptiStruct对于几何非线性的启用，只需要在NLSTAT（非线性准静态）分析中设置参数LGDISP，我们可以在CONTROL CARD中设置⬇

• 1, 激活几何非线性

• -1, 取消激活几何非线性

飞机机翼的静力测试就是典型的几何非线性⬇

在OptiStruct中，几何非线性设置与静力分析中的设置有所不同的主要是以下两点，

1）载荷类型

不同于静载分析中的FORCE类型，这里我们要用到

集中力：FORCE1、FORCE2

压力：PLOAD2、PLOAD4

2）方向

方向可以和静力中设置一样为某个方向。但是我们看到在机翼静力测试的这个案例中，机翼受力方向永远是垂直于机翼表面的，那么我们可以在OptiStruct中通过设置参数FLLWER激活基于变形后几何的跟随力及压力。

• 0/-1，基于变形前几何

• 1，基于变形后几何，考虑PLOAD#面积及法向的改变

• 2，基于变形后几何，只考虑PLOAD#面积变化

• 3，基于变形后几何，只考虑PLOAD#法向变化

就像这样 ⬇，沿某一方向的力 vs 跟随力

那么让我们来完整的看下几何非线性的建模求解流程吧~

曲梁受力变形的完整流程

1. 网格 — 材料 — 属性

2. 载荷边界

3. 工况设置

上一节中我们已经介绍了，非线性准静态工况的定义，这里就不赘述啦~直接上图 ⬇

4. 开启几何非线性及跟随力

除此之外，在OptiStruct中设置非线性弹簧也会用到几何非线性。

这里我们举个栗子，我们要定义一个只能受拉不能受压的非线性弹簧。

1将弹簧单元类型为cbush1d，属性为pbush1D

2刚度曲线定义：x轴为位移，y轴为力

3工况设置为Non-linear quasi-static

(非线性准静态分析)

4打开大变形选项

5在不同大小力的作用下的位移

几何非线性到这里就讲完啦，下期我们将为大家讲解第二种非线性类型 — 材料非线性，敬请期待哟~~~

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