1、什么是非线性

非线性(non-linear)是指变量之间的数学关系不是直线而是曲线、曲面或不确定的属性。对于工程结构而言，非线性或者说非线性行为，是指外部荷载引起工程结构刚度显著改变的一种行为。如果绘制一个非线性结构的荷载-位移曲线，则力与位移的曲线为非线性函数。

ANSYS非线性主要分为以下三大类：

（1）几何非线性：大应变、大位移、大旋转；

（2）材料非线性：塑性、超弹性、粘弹性、蠕变；

（3）状态改变非线性：接触、单元生死。

2、几何非线性

如果一个结构在受载荷的过程经历了大变形，则变化后的几何形状能引起非线性行为。例如，鱼干在轻微横向作用下是柔软的，当外部横向荷载加大时，杆的几何形状发生改变,力矩臂减小，引起杆的刚化响应。

几何非线性主要分为如下三种现象：

（1）单元的形状改变(面积、厚度)，其单独的单元刚度也将改变；

（2）单元的取向发生转动，其局部刚度在转化为全局分量时将会发生变化；

（3）单元应变产生较大的平面内应力状态引起平面法向刚度的改变。

随着垂直挠度UY的增加，较大的膜应力SX将会导致刚化效应。上述三种情况的关系如下：