非线性结构有哪些类型(非线性结构是什么意思)

随着计算机技术的不断发展，复杂结构的不断出现，如果你现在不懂非线性设计，你都不好意思说自己是搞土木工程的。今天就让大家快速了解什么是非线性，不要掌握太深奥的计算过程。我们有强大的软件！

首先解释一下非线性是什么意思。

数学上，线性关系是指自变量X和因变量Y可以表示为Y = AX+B (A，B为常数)，也就是说，X和Y之间存在线性关系..不能表示为y = ax+b (a和b为常数)，即非线性关系，可以是二次、三次等函数关系，也可以是不相关的关系。

下图是钢结构构件的荷载-变形关系图，其中1线表示应力和应变是线性的，所以是线性的；第2行表示应力和应变的关系不是线性的，所以是非线性的。

钢结构构件荷载-变形关系图

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我们常说，非线性可以分为三类，并且三种非线性可以相互结合:

1)几何非线性问题:大应变、大位移、应力刚化和转动软化。

2)材料非线性:塑性、超弹性、蠕变等材料非线性。

3)状态非线性问题:联系、单位生死和特殊单位。

材料非线性是应力和应变的函数，而不是线性函数。

所谓几何非线性可以理解为荷载与位移之间的非线性关系，轴心受压构件的二阶效应就是几何非线性的一个例子。比如高层建筑、大跨度柔性桥梁等结构，材料应变较小，可以按线性关系考虑本构关系，但结构变形会引起外荷载大小和方向的变化，所以建立结构平衡方程时必须考虑位移引起的影响。考虑到几何非线性，变形随着载荷的增加而逐渐变化，如上面第3行所示。

下图是一根鱼竿前后的应力变化。轻微横向载荷下的杆尖是软的。随着载荷的增加，杆的几何形状发生变化(弯曲)，力臂减小(载荷移动)，引起杆的刚性响应。

状态非线性是非线性行为的另一个常见原因，它导致刚度的突然变化。例如:

缆索从松弛到张紧的变化状态；

组件中的两个零件接触；

因加工而移除预应力材料。

在下面的例子中，随着载荷的增加，接触状态从“打开”变为“关闭”，从而引起刚度的变化。

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