一种适用于求解大规模结构的分步接触算法及其工程应用

大规模结构接触非线性问题的求解是当前工程界研究的热点和难点。该文基于传统的Lagrange乘子法提出了一种新的分步接触算法。该算法的基本原理是将接触问题分两步求解,第一步求解由整体系统力系平衡方程构成的控制方程,第二步求解接触局部区域的约束方程。该算法利用Lagrange乘子来精确模拟接触约束条件,同时对传统的Lagrange乘子法进行了解耦降维处理,所需存储量小、易于实现并行化,且通过引入缩放因子进一步提高了其求解效率,故非常适合高效求解大规模结构的接触问题。经典Hertz接触算例和平面双缝坝算例的结果验证了该算法的正确性,考虑内外衬接触非线性的穿黄隧洞整体模型工程应用算例说明了该算法的有效性。