非线性材料建模功能为“结构力学模块”或“MEMS 模块”提供了全面的支持，通过将线弹性、超弹性或非线性弹性材料与非线性效应（如塑性、蠕变、黏塑性或损伤）相结合，利用 COMSOL Multiphysics® 仿真软件的灵活性，用户只需单击几下鼠标即可实现多物理场耦合。更重要的是，用户还可以根据应力或应变等不变量来自定义材料模型，例如基于自定义的塑性流动法则或蠕变规律来定义材料，或根据应变能密度函数来定义超弹性材料。
COMSOL Multiphysics® 软件平台提供了内置的多物理场功能，可用于模拟热膨胀、孔隙压力、流固耦合等各种现象，并支持模拟更广泛的多物理场现象。“非线性材料模块”中包含的所有结构材料都支持多物理场耦合分析。
本模块提供多种材料模型
超弹性本构定律基于应变能密度函数，能够准确模拟应力和应变之间具有非线性关系的材料。这种材料常见于橡胶、泡沫和生物组织中。“非线性结构材料模块”提供以下常用的超弹性材料模型，并支持自定义应变能密度函数，以满足个性化需求：
分析土壤、多孔金属和混凝土的塑性变形与传统金属塑性变形有着明显的区别。在多孔介质中，塑性变形的屈服函数和塑性势不仅与应力张量相关，还需要考虑静水压力的影响。本模块提供了以下多孔塑性模型：
形状记忆合金是一种特殊的材料，在经历了较大变形后，当加热到一定温度以上时仍能恢复到其原始形状。“非线性结构材料模块”包含的材料模型为奥氏体和马氏体的开始温度和结束温度以及重要的相变参数提供了必要的设置，其中包含两种常见的 SMA 模型：Lagoudas 和 Souza-Auricchio。
蠕变和黏塑性是非线性结构材料的重要特性。蠕变是材料在高温条件下受到应力（通常远小于屈服应力）时出现的非弹性瞬态变形。在 COMSOL Multiphysics® 中，您可以通过添加额外的蠕变节点来组合使用多个蠕变模型。黏塑性材料模型用于速率相关的非弹性变形，此类模型也会表现出蠕变特性。以下是我们提供的一些常用蠕变和黏塑性模型：
许多材料在一定的弹性变形区间内都表现出明显的可恢复性，并且与应力路径无关。然而，当应力超过一定的范围（即屈服极限 ）时，材料可能发生永久塑性应变。我们通常采用弹塑性材料模型来分析金属和土壤的这种塑性特性。借助“非线性结构材料模块”提供的下列塑性模型，用户可以定义具有较小或较大塑性应变的弹塑性材料的属性，如屈服面和塑性流动规则等：
相较于在中等到大应变下变成高度非线性的超弹性材料，非线性弹性材料即使在无限小应变下也呈现出非线性应力-应变关系。本模块提供以下非线性弹性模型：
此外，与岩土力学模块结合使用时，还提供其他一些材料模型。
即使在载荷不随时间变化的情况下，黏弹性材料受力后的变形也会随时间的推移而发生变化，许多聚合物和生物组织都表现出这种特性。在我们的“结构力学模块”和“MEMS 模块”中，采用了线性黏弹性作为一种常用的近似方法，其中应力与应变及其时间导数（应变率）呈线性关系。非线性弹性和超弹性材料模型可以扩展为包含黏弹性效应，以实现非线性应力-应变关系。本模块提供以下黏弹性模型：
准脆性材料（如混凝土或陶瓷）在受到机械载荷时会经历一系列变形过程。初始阶段表现为弹性变形；然而，当应力或应变超过临界水平时，材料将进入非线性断裂阶段。在达到这个临界值时，裂纹开始产生并扩展，最终导致材料发生断裂。裂纹的产生和扩展在脆性材料的破坏中起着重要的作用，这种特性可以通过多种理论进行描述。本模块提供以下损伤模型：
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