理解非线性分析
线性分析在有限元计算中最为广泛，其计算结果和实际要分析的问题大体接近。在实际应用中还有不少要分析的问题属于非线性，非线性有三种情况：接触非线性、材料非线性、几何非线性。
接触非线性：零件与零件之间的摩擦。
材料非线性：塑性材料达到屈服极限后发生塑性变形，超弹性橡胶材料。
几何非线性：大变形、大位移。
涡卷螺旋弹簧的扭力计算
涡卷螺旋弹簧主要用于发条、机械储能装置，在受力后会产比较大的变形，伴随这变形位移也会发生较大的变化，其受力变形属于一个典型的几何非线性有限元分析问题。
建模
在前视基准面上绘制一个直径80mm的圆形草图。
使用【特征】→【曲线】→【螺旋线】，建立一个涡状线，螺距10mm，圈数3.5，起始角度0。
在前视基准面上新建一个草图2，使用转换实体引用功能，将涡状线转换为草图，转换后在涡状线中间绘制一水平线，并在水平线和转换后的涡状线部位使用R2的倒角。
使用曲面拉伸功能，采用两侧对称的方式将草图2拉伸为曲面，拉伸长度10mm。
有限元分析
打开solidworks simulation插件，新建一个非线性静应力分析。
单元及材料设置
这个曲面在有限元分析中会被默认为壳体单元，我们只需要定义这个壳体的厚度及材料即可，厚度设置为1mm，材料设置为合金刚，材料仍然采用线性弹性各项同性的本构关系。
夹具设置
采用固定几何体对右侧边线固定。
施加载荷
在对涡卷弹簧中间施加一个旋转90度的位移载荷。为了载荷的正确添加，这里采用远程载荷的方式添加，远程载荷的位置设置在坐标原点，旋转Z方向的角度设置为90度，其余平移位移和旋转位移设置为0，设置完成后这个远程载荷仅在旋转Z方向上保留了自由度，其余方向上的自由度为0。
网格大小、计算步长及收敛公差设置为默认，不做调整，直接进行计算。
计算结果
计算后，得到应力及位移图解如下。
从下面两幅图来看，虽然涡卷弹簧中心部位转动了90度，产生了比较大的位移，但是在转动过程中材料承受的应力没有超过屈服极限，最大应力为486Mpa,安全系数为620/486=1.2。
由于应力没有超过屈服极限，零件的变形发生在弹性范围内， 外力去除后可以恢复到原状态。
在结果选项中选择列举合理，选择右侧边线可以得到固有约束处的反作用力，这个力的大小为5N
下面是在涡卷弹簧中间位置旋转时，边线处的反作用力变化曲线，随着旋转角度的增加，反作用力逐步增大。
