Nichtlineare Materialmodelle beschreiben Spannungs-Dehnungs-Beziehungen, bei denen Antwort und Belastung nicht proportional sind. Sie umfassen elastoplastische, viskoelastische, viskoplastische und hyperelastische Ansätze sowie schädigungs- und bruchmechanische Modelle. Solche Modelle berücksichtigen Dehnungsabhängigkeit, zeit- und ratenabhängiges Verhalten, Anisotropie und große Deformationen. In der numerischen Simulation (z.B. Finite-Elemente-Methode) sind sie essenziell zur Vorhersage realer Werkstoffantworten unter komplexen Lastpfaden.