Аналіз статичної напруги є одним із найпоширеніших типів структурного аналізу кінцевих елементів. Компонент або збірка піддається ряду умов навантаження, а результуючі результати напруги, деформації та деформації аналізуються для визначення ймовірності відмови конструкції.

Дослідження нелінійної статичної напруги слід використовувати щоразу, коли джерело нелінійності вводиться в рішення, і припущення лінійного аналізу статичної напруги більше не є дійсними. Існує чотири поширені форми нелінійності: матеріальна, геометрична, нелінійність навантаження та нелінійність граничних умов.

• Нелінійність матеріалу, коли матеріал не має повної лінійної кривої напруга-деформація, як це видно у пластикових і гумових матеріалах. Нелінійність матеріалу виникає, коли жорсткість матеріалу за своєю суттю нелінійна (наприклад, гіперпружні матеріали) або коли матеріал навантажується за межі свого пружного діапазону. Приклади нелінійності матеріалу включають розм’якшення, посилення, гістерезис, пластичність, в’язкопружність, повзучість і руйнування.
• Геометрична нелінійність виникає, коли деформація конструкції призводить до великих переміщень або поворотів. Приклади геометричної нелінійності включають вигин вудки або викривлення конструкції.
• Нелінійність навантаження виникає, коли площа, на яку прикладено навантаження, або орієнтація навантаження значно змінюються під час деформації конструкції (слідкуючі сили). Наразі Fusion 360 не підтримує нелінійність навантаження.
• Нелінійність граничних умов виникає, коли навантаження або обмеження на моделі є функцією поточних структурних переміщень, взаємодії поверхні або температури. Прикладом є контактні поверхні, які змінюються протягом симуляції. Наразі Fusion 360 не підтримує нелінійність граничних умов.

Ще одна відмінна риса аналізу нелінійної статичної напруги полягає в тому, що навантаження прикладається поступово з кількома кроками. Поступове навантаження дозволяє розв’язувачу враховувати зміну жорсткості матеріалу, геометричні зміни та зміну граничних умов.

Приклади аналізу нелінійної статичної напруги

Нижченаведений список містить кілька прикладів, для яких може підійти аналіз нелінійної статичної напруги:

• Пластична (непружна/постійна) деформація матеріалу (наприклад, сталі або алюмінію, навантаженого понад межу текучості).
• Великі випадки деформації (наприклад, вигин вудки).
• Для визначення напружень і переміщень гіперпружних матеріалів (таких як гума).