×

大变形接触力学的混合有限元公式。 (英语) Zbl 1441.74138号

总结:众所周知,基于位移的有限元容易出现“锁定”问题。因此,使用它们来解决涉及薄结构和几乎不可压缩材料的接触力学问题可能需要大量的计算工作。众所周知,基于双场Hellinger-Reissner变分原理的杂交单元可以有效地解决与基于位移的单元相关的锁定问题。在这项工作中,我们采用混合有限元方法和mortar方法,为无摩擦二维和轴对称问题开发了一种高效且稳健的有限元接触策略。所提出的接触公式可以有效地模拟薄几何体和厚几何体的接触相互作用,以及由几乎不可压缩材料制成的物体之间的接触。此外,为了准确估计接触压力,提出了一种新的投影技术。通过各种示例,我们证明了所提公式的卓越粗网格精度。

MSC公司:

74M15型 固体力学中的接触
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Puso,医学硕士。;Laursen,T.A.,用于大变形固体力学的砂浆分段接触法,计算。方法应用。机械。工程,193,6,601-629(2004)·Zbl 1060.74636号
[2] Puso,医学硕士。;Laursen,T.A。;Solberg,J.,二次单元和大变形的分段-分段砂浆接触法,计算。方法应用。机械。工程,197,6,555-566(2008)·Zbl 1169.74627号
[3] Hesch,C。;Betsch,P.,《柔性体大变形接触问题计算方法的比较》,ZAMM-J.Appl。数学。机械/Z.安圭。数学。机械。,86, 10, 818-827 (2006) ·Zbl 1105.74042号
[4] Bernardi,C.,区域分解的新非协调方法:砂浆单元法,非线性部分Equ。申请。(1989)
[5] Belgacem,F.B。;希尔德·P。;Laborde,P.,用砂浆有限元法近似单边接触问题,C.R.Acad。科学。,巴黎一世,324,完成,123-127(1997)·Zbl 0872.65057号
[6] Hild,P.,单边接触两种非协调有限元方法的数值实现,计算。方法应用。机械。工程,184,1,99-123(2000)·Zbl 1009.74062号
[7] Krause,R.H。;Wohlmuth,B.I.,摩擦接触问题的Dirichlet-Neumann型算法,计算。视觉。科学。,5, 3, 139-148 (2002) ·Zbl 1099.74536号
[8] Wriggers,P.,计算接触力学(2006),Springer·Zbl 1104.74002号
[9] 哈特曼,S。;Ramm,E.,使用对偶拉格朗日乘子的非线性动力学的基于迫击炮的接触公式,有限元。分析。设计。,44、5、245-258(2008),第十九届罗伯特·梅洛什年度比赛
[10] 波普,A。;Wall,W.A.,计算接触力学的双砂浆方法——概述和最新发展,GAMM Mitt。,37, 1, 66-84 (2014) ·兹比尔1308.74119
[11] Sitzmann,S。;Willner,K。;Wohlmuth,B.I.,粗糙表面有限变形接触问题的变协调二次有限元接触公式,有限元。分析。设计。,109, 37-53 (2016)
[12] Laursen,T.A。;Puso,医学硕士。;Sanders,J.,《可变形接触的砂浆接触配方:丰富和嵌入界面配方的过去贡献和新扩展》,计算。方法应用。机械。工程,205-208,3-15(2012),接触力学计算方法进展专刊·Zbl 1239.74070号
[13] Lorenzis,L.D。;Wriggers,P。;Hughes,T.J.R.,《等几何接触:综述》,GAMM-Mitt。,37, 1, 85-123 (2014) ·Zbl 1308.74114号
[14] Simo,J.C。;Wriggers,P。;Taylor,R.L.,接触问题有限元解的扰动拉格朗日公式,计算。方法应用。机械。工程,50,2,163-180(1985)·Zbl 0552.73097号
[15] 帕帕佐普洛斯,P。;Taylor,R.L.,接触问题有限元解的混合公式,计算。方法应用。机械。工程,94,3,373-389(1992)·Zbl 0743.73029号
[16] 特米泽,I。;Wriggers,P。;Hughes,T.J.R.,NURBS等几何分析中的接触处理,计算。方法应用。机械。工程,200,9,1100-1112(2011)·Zbl 1225.74126号
[17] 迪米特里,R。;Lorenzis,L.D。;斯科特,医学硕士。;Wriggers,P。;Taylor,R.L。;Zavarise,G.,使用T样条的等几何大变形无摩擦接触,计算。方法应用。机械。工程,269,394-414(2014)·Zbl 1296.74071号
[18] Oliveira,M.C。;Alves,J.L。;Menezes,L.F.,《拉深过程数值模拟中处理大变形摩擦接触的算法和策略》,Arch。计算。方法工程,15,2,113-162(2008)·兹比尔1144.74042
[19] 梅内泽斯,L.F。;Teodosiu,C.,使用实体有限元对深冲过程进行三维数值模拟,J.Mater process。技术。,97,1100-106(2000年)
[20] Pian,T.H。;Sumihara,K.,假设应力有限元的理性方法,国际。J.数字。方法工程,20,9,1685-1695(1984)·Zbl 0544.73095号
[21] Pian,T.H。;Tong,P.,非协调位移模型和混合应力模型之间的关系,国际。J.数字。方法工程,22,1,173-181(1986)·Zbl 0593.73068号
[22] Simo,J.C。;Rifai,M.S.,一类混合假设应变方法和不相容模式方法,国际。J.数字。方法工程,29,8,1595-1638(1990)·Zbl 0724.73222号
[23] Wriggers,P。;Reese,S.,关于大变形增强应变方法的注释,计算。方法应用。机械。工程,135,3,201-209(1996)·Zbl 0893.73072号
[24] Reese,S。;Wriggers,P.,《有限弹性中避免沙漏的稳定技术》,国际。J.数字。方法工程,48,1,79-109(2000)·Zbl 0983.74070号
[25] Jog,C.S.,《结构分析用改进杂交元件》,J.Mech。马特。结构。,5, 3, 507-528 (2010)
[26] 辛格,R.P。;Jog,C.S.,柔性多体动力学的混合有限元公式,Proc。仪器机械。工程师K,230,1,3-28(2016)
[27] 阿格拉瓦尔,M。;Jog,C.S.,混合有限元背景下机电系统的整体公式,计算。机械。,59, 3, 443-457 (2017) ·Zbl 1398.74288号
[28] 慢跑,C.S。;Kelkar,P.,使用高性能杂交元件的结构非线性分析,国际。J.数字。方法工程,68,4,473-501(2006)·Zbl 1128.74044号
[29] Padmanabhan,V。;Laursen,T.A.,《大变形摩擦接触分析中表面平滑程序开发框架》,有限元。分析。设计。,37,3173-198(2001年)·Zbl 0998.74053号
[30] Sauer,R.A.,稳定剥离计算的强化接触有限元,国际。J.数字。方法工程师,87,6593-616(2011)·Zbl 1242.74160号
[31] Lu,J.,等几何接触分析:无摩擦接触的几何基础和公式,计算。方法应用。机械。工程,200,5726-741(2011)·Zbl 1225.74097号
[32] Wohlmuth,B.,使用对偶空间作为拉格朗日乘数的迫击炮有限元方法,SIAM J.Numer。分析。,38, 3, 989-1012 (2000) ·Zbl 0974.65105号
[33] Hesch,C。;Betsch,P.,《无摩擦动态接触问题中能量动量守恒方案的砂浆方法》,国际。J.数字。方法工程,77,10,1468-1500(2009)·Zbl 1156.74378号
[34] 杨,B。;Laursen,T.A.,一种接触搜索算法,包括应用于有限滑动砂浆配方的边界体积树,计算。机械。,41, 2, 189-205 (2008) ·Zbl 1162.74481号
[35] Fischer,K.A。;Wriggers,P.,基于砂浆法的有限变形无摩擦2D接触公式,计算。机械。,36, 3, 226-244 (2005) ·Zbl 1102.74033号
[36] 法拉,P。;波普,A。;Wall,W.A.,计算接触力学中砂浆方法的基于节段与基于元素的集成,计算。机械。,55, 1, 209-228 (2015) ·Zbl 1311.74120号
[37] Duong,T.X。;Sauer,R.A.,三维有限元计算中接触边界的精确求积技术,计算。机械。,55, 1, 145-166 (2015) ·Zbl 1311.74087号
[38] Fischer,K.A。;Wriggers,P.,使用移动摩擦锥进行高阶插值的基于砂浆的摩擦接触公式,计算。方法应用。机械。工程,195,37,5020-5036(2006),约翰·H·阿格里斯纪念版。第一部分·Zbl 1118.74047号
[39] 图尔,M。;Fuenmayor,F.J。;Wriggers,P.,使用拉格朗日乘子的基于砂浆的大变形摩擦接触公式,计算。方法应用。机械。工程,198,37,2860-2873(2009)·Zbl 1229.74141号
[40] 杨,B。;劳森,T.A。;Meng,X.,大变形摩擦滑动的二维砂浆接触法,国际。J.数字。方法工程师,62,9,1183-1225(2005)·Zbl 1161.74497号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。