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水哥发现很多同学在做模拟时，很喜欢习惯性的打开大变形，而根本不管所分析的问题是否吻合大变形情况，为让各位更加了解大变形，本文就简单说下大变形的基本概念。
我们知道，仿真模拟有三大非线性：
1、材料非线性
2、接触非线性
3、几何非线性
而所谓的打开大变形，也即是激活几何非线性，从概念来上讲，大变形通常指的是材料或结构在加载过程中经历的形变量相对于其原始尺寸较大，这种情况下，需要考虑几何非线性效应，即形变会显著改变结构的几何形状，从而影响应力和应变的分布。
以下面这个图为例（来源于ANSYS Help）：
这是未考虑大变形，结构变形前后，加速度、单元节点力、单元表面荷载在变形前和变形后的方向变化，从图中可见，加速度、节点力方向并不会随着结构的变形而发生变化，方向是固定的，一旦结构变形量较大，那么这种情况可能带来不小的误差。
一般来讲，需要考虑几何非线性的情况有如下几种：
1、大应变：如果结构或部件在加载过程中经历大于5-10%的应变，通常需要考虑大变形效应。常见的如橡胶材料、塑性变形的金属和一些复合材料。
2、大位移：当结构或组件的位移量与其特征尺寸相比不可忽略时，应启用大变形（这个比值可参考规范对挠度的限值）。如常见膜结构、缆索、大跨度钢梁、屋壳等。
3、旋转和弯曲：一些结构在加载过程中会经历显著的旋转或弯曲，这会导致几何非线性。如长悬臂梁在自由端施加较大的横向载荷时会显著弯曲和旋转。
4、接触问题：当存在显著的接触、摩擦和分离现象时，需要考虑大变形，以准确模拟接触条件的变化。
5、屈曲分析：对于屈曲问题，需要进行大变形分析以捕捉后屈曲行为。这在薄壁结构（如薄板和壳体）中尤为重要。
ANSYS APDL打开大变形可使用NLGEOM命令，在Workbench Mechanical中只需要在Analysis Setting里面将大变形选项打开即可。
为对比两者差距，以下面的凯威特单层网壳为例，加载示意图如下所示，可预见，当加载的力越大时，变形特征会越来越明显，此时对结构体系的几何刚度、力的方向影响也越来越大。
下面分别为不同荷载作用下结构的最大位移情况：
可见，随着荷载逐渐增大，大变形对结构体系的影响也越来越大，如果大到一定程度，其影响不能忽略！
在实际操作中，水哥认为可从如下方面去考虑大变形的开与关：
1、不考虑大变形时，构件或者体系的变形量是否超过规范限值，如超过，需考虑；
2、以典型工况分别做两次分析，一次考虑大变形，一次不考虑，若两者误差超过工程误差5%时，后续分析应考虑大变形效应；
3、有柔软结构，如绳索、薄膜等，毫不犹豫打开大变形；
4、研究结构极限承载力，宜打开大变形。
以上便是本人对大变形的一些浅薄理解，仅供大家参考！
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祝好
ANSYS结构院
2024.07.22
