非线性屈曲分析是在大变形效应开关打开的情况下（NLGEOM,ON）的一种静力分析，该分析过程一直进行到结构的极限载荷或最大载荷为止。其他诸如塑性等非线性也可以包括在分析中。

1.施加载荷增量

非线性屈曲分析的基本方法是，逐步地施加一个恒定的载荷增量，直到解开始发散为止。尤其重要的是，要一个足够小的载荷增量，来使载荷达到预期的临界屈曲载荷。若载荷增量太大，则屈曲分析所得到的屈曲载荷就可能不精确。在这种情况下，打开二分和自动时间步长功能（AUTOTS,ON）有助于避免这种问题。

2.自动时间步长功能

打开自动时间步长功能，程序将自动地寻找出屈曲载荷。如果在一个静力分析中，打开了自动时间步长功能，并且加载方式是斜坡加载，而在某一给定载荷下解不收敛，程序就会将载荷增量减半，在这个载荷下重新进行新一轮求解。在一个屈曲分析中，每一次这种收敛失败都通常伴随着一个“负主对角”信息，这意味着所施加的载荷等于或超过了屈曲载荷。如果程序接着又成功地求得了一个收敛解，则用户可以忽略这些信息。如果应力刚度激活（SSTIF,ON），则用户应当在没有自适应下降（NROPT,FULL,,OFF）的情况下运行，以确保达到屈曲载荷的下限。随着这种二分和重新求解过程，使得载荷步增量达到了所定义的最小时间步增量（由DELTIM或NSUBST命令定义）时，通常也就收敛到了临界载荷。因此用户所定义的最小时间步，将直接影响到求解的精度。

3.注意事项

特别要注意的是，一个非收敛的解，并不意味着结构达到了其最大载荷。它也可能是由于数值不稳定引起的，这可以通过细化模型的方法来修正。跟踪结构响应的载荷-变形历程，可以确定一个非收敛的载荷步，到底是表示了一个实际的结构屈曲，还是反映了其他问题。用户可以先用弧长法（ARCLEN命令）来进行预分析，以预测屈曲载荷（近似值），将此近似值与用二分法求得的更精确的值做比较，来确定是否结构已真正达到了其最大载荷。用户也可以用弧长法本身来求得一个精确的屈曲载荷，但这需要用户自己不断地修正弧长半径，以及人工直接干预程序来执行一系列重求解。

除上面的论述以外，用户还需注意以下六点。

1）如果结构上的载荷完全是在平面内的（只有膜应力或轴向应力），则将不会产生导致屈曲所必须的面外变形，所进行的分析也就不能求得屈曲结果。要克服这个问题，可以在结构上施加一个很小的面外扰动，如一个适当的瞬时力或强制位移，以激发屈曲响应。对结构做一个预先的特征值屈曲分析来预测屈曲模态很有用，它可以帮助用户确定施加扰动的合适位置以激起所希望的屈曲响应。初始缺陷或扰动应与实际结构在位置和大小上一致，因屈曲载荷对这些参数非常敏感。

2）在大变形分析中，力和位移将保持其初始方向，但表面载荷将跟随结构改变其几何形状，因此，要确保所施加的载荷类型正确。

3）用户在实际工作中应将一个稳态分析进行到结构的临界载荷点，以计算出结构产生非线性屈曲的安全系数。仅仅说明结构在一个给定的载荷水平下是稳定的，在大多数实际的设计实践中并不足够。用户通常应提供一个确定的安全系数，而这一点必须通过屈曲分析得到结构实际的极限载荷来实现。

4）用户可以通过激活弧长法（ARCLEN），将分析扩展到后屈曲范围。使用该特征来跟踪“载荷-变形”曲线通过那些发生了“阶跃（snap-through）”或“回跃（snap-back）”响应的区域。

5）对于那些支持一致切向刚度矩阵的单元，激活一致切向刚度矩阵可以增强非线性屈曲分析的收敛性，改善求解的精确度。单元的KEYOPT必须在求解的第一载荷步之前定义，并且一旦求解开始后就不能改变。

6）其他许多单元（如BEAM188、BEAM189、SHELL181）将在（NLGEOM,ON）时提供一致切线刚度矩阵。

4.初始缺陷或扰动的施加

在进行非线性的屈曲分析时，分析过程与一般的非线性分析过程相同。采用一系列子步以增量加载的方式施加一给定载荷，直到求解发散。在很多情况下，为了有助于计算，应在模型上施加初始缺陷或扰动。

预先进行一个特征值分析有助于非线性屈曲分析。

特征值屈曲载荷是预期的线性屈曲载荷的上限，可以作为非线性屈曲分析的给定载荷，在渐进加载达到此载荷前，非线性求解应该发散。(www.daowen.com)

特征矢量屈曲形状可以作为施加初始缺陷或扰动载荷的根据。

以特征值的屈曲形状为基础定义初始几何缺陷的步骤如下。

1）建立没有初始几何缺陷的模型。

2）进行特征值屈曲分析。

3）用UPGEOM或UPCOORD命令来施加几何缺陷。

4）进行非线性屈曲分析。

5.弧长法的使用

当使用弧长法时，应注意以下几点。

1）在采用弧长法时，为了求得屈曲载荷，施加一个比预测的屈曲载荷高出10％～20％的给定载荷，一般来说，特征值屈曲载荷是一个较好的估计值。

2）当采用弧长法时，为了使计算更快，一般采用两个载荷步。

①在第一个载荷步中，打开自动步长使用一般的非线性屈曲过程，直到接近临界载荷。

②在第二个载荷步中，使用弧长法使分析通过临界载荷。

3）采用弧长法时，不要指定时间值，在进行弧长分析时，时间值实际上是载荷因子（给定载荷的乘子）。

4）如果使用弧长法分析失败，使用NSUBST命令的NSBSTP区域来减少初始半径可以加强收敛，使用ARCLEN命令的MINARC域来降低弧长半径的下限也可以克服收敛困难。

5）使用在时间历程后处理中得到的载荷-变形曲线来指导分析，当调整分析时，确定结构在哪儿变得不稳定可能是十分有用的。

6）使用较低的平衡迭代数（10～15）。

7）为了引起非线性的屈曲模式，有些弧长问题需要初始几何缺陷，对于这种情况，使用特征值分析得到模态，然后给模型加一个对应于此模态的几何缺陷来启动模态形状。