用一句话来说，非线性有限元分析(有限元分析)结果随时间或负载变化，其变化速度无法通过遵循相同的路径进行预测。

　　以相同的速度、相同的方向沿着一条路走，很容易计算出你将在什么时候到达目的地。您已经遵循了一条线性路径，线性有限元分析是相同的，它遵循一条直线可预测的路径。

　　现在带着两个小孩沿着同一条路走。他们中的一个可能会在沿途的某个地方停下来检查蠕虫。另一只将朝着不同的方向走向农夫的田地，去击打友好的公牛。预测你什么时候到达目的地有点难。就像正脉科工CAE有限元分析专家所讲的非线性有限元分析一样，你走的是一条非线性的道路。

　　这是非线性有限元分析比线性有限元分析更昂贵的主要原因。很难预测需要多长时间和花费多少，现实世界中几乎所有的东西都是非线性的，并不遵循线性路径。

　　有限元分析中有两种主要的非线性，它们是由几何形状和材料引起的。非常灵活的结构和宽松装配的部件属于几何非线性，而零件的屈服取决于材料非线性。

　　几何非线性

　　钓竿是几何非线性的一个很好的例子，如图1所示。

　　图1–几何非线性

　　如果钓竿重量很轻，那么手柄将鱼提离水面所需的力矩(鱼的重量)乘以钓竿的全长，这对一条小鱼来说不成问题。现在假设你抓到一个庞然大物，杆弯曲两倍，弯矩变成力乘以大约杆长的一半。对渔夫或渔民来说要容易得多，有几个!

　　滑动、分离、剥离、摇摆和滚动部件的任何组合也是非常非线性的，因为负载分布随着接触面的移动或接触而变化。

　　变化接触区域也会影响应力和位移。有限元分析软件通过将载荷分成更小的块或时间步长来处理变化的接触区域。然后，它解决第一个时间步骤，并使用它作为下一个时间步骤的基础，直到所有时间步骤都被解决。然后你会得到几十甚至几百个结果集，每个时间步长一个。这使您能够跟踪强调以及随着时间和负载变化的位移。

　　在非线性模型中处理所有这些时间步长要比简单的线性模型花费更长的时间。所以，如果你想要它快，你应该投资一个好的工作站。

　　材料非线性

　　由钢制成的工程部件通常遵循线性路径，直到屈服，然后变成非线性。因为希望将应力保持在屈服以下，所以线性模型适合大多数应用。

　　有时你需要知道除了屈服之外还会发生什么，例如，挤压管是专门为了减小冲击力而屈服的。永久变形率只能通过进行非线性有限元分析或测试来确定。这应力应变曲线for steel说明了这一点，如图2所示。

　　图2–材料非线性(钢的应力-应变曲线)

　　在线性有限元模型中，直到屈服前，应力和位移都是相当精确的，但超出屈服后就没有意义了。另一方面，非线性有限元模型可以预测超过屈服的精确应力和位移。

　　还有其他类型的非线性是特殊情况，包括超弹性材料(橡胶、硅树脂等)。)，蠕变和屈曲来确定塌陷后的形状。