구조 해석의 비선형성

구조 해석의 비선형성

대부분의 해석 실무자 입장에서는 해석이 선형인지 비선형인지는 크게 중요하지 않다. 단지 구조 해석이 비선형이 되면 계산 시간이 오래 걸리고 해석 결과가 잘 구해지지 않는 경우가 있다. (해석에 따라 틀려지지만 해석 시간이 수십배에서 수천배이상까지 증가해서 실질적으로 해석이 불가능한 경우가 생긴다) 

선형과 비선형 문제는 푸는 방법 부터 틀리게 된다. 쉽게 설명하면 선형은 고등학교 수준의 방정식을 푸는 것이고 비선형 문제는 대학의 미분 방정식을 푼다고 보면 된다.

구조 해석의 비선형성은 재질, 경계조건, 하중조건, 기하학적으로 인해 발생한다.

일반 금속에서는 탄성 범위 이상의 변형 (즉, 항복이 발생한 소성 영역) 을 포함시키면 비선형 해석이 된다.

이외에도 재질 자체가 비선형성을 가지는 고무나 플라스틱 같은 재질도 비선형 해석이 된다.

경계/하중조건은 접촉같은 경계를 포함하면 비선형 해석이 된다.

기하비선형은 대부분의 문제에서는 해당되지 않는 대변형 문제에 해당된다.

변형 정도에 따라 하중의 방향이 바뀌어서 생기는 문제로 

길이가 매우 긴 구조물에 끝단에 큰 힘이 가해지는 경우 (예. 헬리콥터 로터)에 해당된다.