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NON-INTERIOR SMOOTHING ALGORITHM FOR FRICTIONAL CONTACT PROBLEMS 被引量:1
1
作者 张洪武 何素艳 李兴斯 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2004年第1期47-58,共12页
A new algorithm for solving the three-dimensional elastic contact problem with friction is presented. The algorithm is a non-interior smoothing algorithm based on an NCP-function. The parametric variational principle ... A new algorithm for solving the three-dimensional elastic contact problem with friction is presented. The algorithm is a non-interior smoothing algorithm based on an NCP-function. The parametric variational principle and parametric quadratic programming method were applied to the analysis of three-dimensional frictional contact problem. The solution of the contact problem was finally reduced to a linear complementarity problem, which was reformulated as a system of nonsmooth equations via an NCP-function. A smoothing approximation to the nonsmooth equations was given by the aggregate function. A Newton method was used to solve the resulting smoothing nonlinear equations. The algorithm presented is easy to understand and implement. The reliability and efficiency of this algorithm are demonstrated both by the numerical experiments of LCP in mathematical way and the examples of contact problems in mechanics. 展开更多
关键词 three-dimensional frictional contact problem parametic quadratic programming method linear complementarity problem NCP-function aggregate function non-interior smoothing algorithm
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BLOCK PIVOT METHODS FOR SOLVING FRICTIONAL CONTACT PROBLEMS
2
作者 陈万吉 陈国庆 冯恩民 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 1995年第1期51-58,共8页
Based on elementary group theory, the block pivot methods for solving two-dimensional elastic frictional contact problems are presented in this paper. It is proved that the algorithms converge within a finite number o... Based on elementary group theory, the block pivot methods for solving two-dimensional elastic frictional contact problems are presented in this paper. It is proved that the algorithms converge within a finite number of steps when the friction coefficient is ''relative small''. Unlike most mathematical programming methods for contact problems, the block pivot methods permit multiple exchanges of basic and nonbasic variables. 展开更多
关键词 ELASTIC frictional contact TRIAL AND ERROR METHOD MATHEMATICAL PROGRAMMING METHOD BLOCK PIVOT METHOD convergence
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Solving frictional contact problems by two aggregate-function-based algorithms
3
作者 Suyan He Hongwu Zhang Xingsi Li 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第5期467-471,共5页
Three dimensional frictional contact problems are formulated as linear complementarity problems based on the parametric variational principle. Two aggregate-functionbased algorithms for solving complementarity problem... Three dimensional frictional contact problems are formulated as linear complementarity problems based on the parametric variational principle. Two aggregate-functionbased algorithms for solving complementarity problems are proposed. One is called the self-adjusting interior point algorithm, the other is called the aggregate function smoothing algorithm. Numerical experiment shows the efficiency of the proposed two algorithms. 展开更多
关键词 frictional contact problem. Linear complementarity problem .Aggregate function ~ Interior pointalgorithm ~ Smoothing algorithm
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Approximation of thermoelasticity contact problem with nonmonotone friction
4
作者 Ivan ESTAK Boko S. JOVANOVI 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2010年第1期77-86,共10页
The paper presents the formulation and approximation of a static thermoelasticity problem that describes bilateral frictional contact between a deformable body and a rigid foundation. The friction is in the form of a ... The paper presents the formulation and approximation of a static thermoelasticity problem that describes bilateral frictional contact between a deformable body and a rigid foundation. The friction is in the form of a nonmonotone and multivalued law. The coupling effect of the problem is neglected. Therefore, the thermic part of the problem is considered independently on the elasticity problem. For the displacement vector, we formulate one substationary problem for a non-convex, locally Lipschitz continuous functional representing the total potential energy of the body. All problems formulated in the paper are approximated with the finite element method. 展开更多
关键词 static thermoelastic contact nonmonotone multivalued friction hemivari-ational inequality substationary problem finite element approximation
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ON LARGE DEFORMATION UNILATERAL CONTACT PROBLEM WITH FRICTION(Ⅰ)—INCREMENTAL VARIATIONAL EQUATIONS
5
作者 尚勇 陈至达 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 1989年第12期1107-1117,共11页
Based on the theory and technique of nonlinear geometric field theory of continuum, a more general incremental variational equation for elastic and plastic large deformation in co-moving coordinate is established in t... Based on the theory and technique of nonlinear geometric field theory of continuum, a more general incremental variational equation for elastic and plastic large deformation in co-moving coordinate is established in this paper. An expression for two and three-ditnensicnal continua is derived, and the incremental variational equation for large deformation of changing boundary contact and the variational inequality in rate form tire obtained, which provides the theoretical basis for the computation of elastic-plastic large deformation contact problem with friction. 展开更多
关键词 INCREMENTAL VARIATIONAL EQUATIONS ON LARGE DEFORMATION UNILATERAL contact problem WITH friction
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SOLVING CONTACT PROBLEM WITH FRICTION BY A NEW FAST BOUNDARY ELEMENT METHOD
6
作者 Huang, Qingxue Du, Qungui Shen, Guangxian 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 1998年第3期38-43,共6页
The formulation of boundary element method for handling contact problems with friction and the technique for high speed contact analysis are presented. This formulation is based on the idea of modifying the length of... The formulation of boundary element method for handling contact problems with friction and the technique for high speed contact analysis are presented. This formulation is based on the idea of modifying the length of contact elements without altering the total number of elements. The high precision of solution and high speed analysis are verified according to the results of conventional method and analysis method. 展开更多
关键词 contact problem with friction Boundary element method High speed iteration
全文增补中
Analysis and Numerical Approximation of an Electro-Elastic Frictional Contact Problem 被引量:1
7
作者 El-H.Essoufi El-H.Benkhira R.Fakhar 《Advances in Applied Mathematics and Mechanics》 SCIE 2010年第3期355-378,共24页
We consider a mathematical model which describes the static frictional contact between a piezoelectric body and a conductive foundation.A non linear electro-elastic constitutive law is used to model the piezoelectric ... We consider a mathematical model which describes the static frictional contact between a piezoelectric body and a conductive foundation.A non linear electro-elastic constitutive law is used to model the piezoelectric material.The unilateral contact is modelled using the Signorini condition,nonlocal Coulomb friction law with slip dependent friction coefficient and a regularized electrical conductivity condition.Existence and uniqueness of a weak solution is established.A finite elements approximation of the problem is presented,a priori error estimates of the solutions are derived and a convergent successive iteration technique is proposed. 展开更多
关键词 Electro-elastic static problem piezoelectric materials unilateral contact nonlocal Coulomb’s friction variational inequality fixed point finite element approximation iterative method error estimates
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C^0DISCONTINUOUS GALERKIN METHODS FOR A PLATE FRICTIONAL CONTACT PROBLEM
8
作者 Fei Wang Tianyi Zhang Weimin Han 《Journal of Computational Mathematics》 SCIE CSCD 2019年第2期184-200,共17页
Numerous C^0 discontinuous Galerkin (DG) schemes for the Kirchhoff plate bending problem are extended to solve a plate frictional contact problem, which is a fourth-order elliptic variational inequality of the second ... Numerous C^0 discontinuous Galerkin (DG) schemes for the Kirchhoff plate bending problem are extended to solve a plate frictional contact problem, which is a fourth-order elliptic variational inequality of the second kind. This variational inequality contains a nondifferentiable term due to the frictional contact. We prove that these C^0 DG methods are consis tent and st able, and derive optimal order error estima tes for the quadratic element. A numerical example is presented to show the performance of the C^0 DG methods;and the numerical convergence orders confirm the theoretical prediction. 展开更多
关键词 VARIATIONAL INEQUALITY of FOURTH-ORDER DISCONTINUOUS GALERKIN method PLATE frictional contact problem Optimal order error estimate
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Variational principle with nonlinear complementarity for three-dimensional contact problems and its numerical method 被引量:2
9
作者 陈万吉 陈国庆 冯恩民 《Science China Mathematics》 SCIE 1996年第5期528-539,共12页
Variational principles with nonlinear complementarity and finite-dimensional nonlinear complementarity models for three-dimensional frictional contact problems are established.The existence and uniqueness of the solut... Variational principles with nonlinear complementarity and finite-dimensional nonlinear complementarity models for three-dimensional frictional contact problems are established.The existence and uniqueness of the solutions to the finite-dimensional models are proved.A minimum principle is developed and a minimization algorithm is presented.Numerical calculation shows that the algorithm is highly efficient,reliable and promising. 展开更多
关键词 THREE-DIMENSIONAL frictional contact problems nonlinear complementarity VARIATIONAL PRINCIPLE MINIMIZATION algorithm convergence.
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膨胀套管计算机仿真分析 被引量:24
10
作者 练章华 施太和 +5 位作者 杨龙 高智海 董范 李渊 徐英 叶林祥 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期41-43,共3页
膨胀套管在我国还处于探索研究阶段 ,文章用弹塑性有限元接触问题建立了可膨胀套管膨胀过程的力学模型 ,对N80钢级材料的 114 .3mm套管膨胀至 139.7mm进行了膨胀过程详细的计算机仿真研究 ,给出了摩擦系数为 0 .0、0 .0 5、0 .1和 0 ... 膨胀套管在我国还处于探索研究阶段 ,文章用弹塑性有限元接触问题建立了可膨胀套管膨胀过程的力学模型 ,对N80钢级材料的 114 .3mm套管膨胀至 139.7mm进行了膨胀过程详细的计算机仿真研究 ,给出了摩擦系数为 0 .0、0 .0 5、0 .1和 0 .15时 ,膨胀套管内等效应力、套管内的残余应力随活塞位置变化的定量曲线。在大量数值模拟的基础上 ,得出了膨胀套管内的残余应力随摩擦系数的增大而减小的规律 ,最大等效应力发生在活塞锥体部分的膨胀套管内。 展开更多
关键词 膨胀套管 计算机仿真分析 油气井 摩擦系数 膨胀机构 力学模型 等效应力
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有初始间隙摩擦接触问题的有限元混合法 被引量:23
11
作者 赵兰浩 李同春 牛志伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期2015-2018,共4页
针对三维有初始间隙摩擦接触问题,提出了一种新的迭代求解方法——有限元混合法。根据接触问题局部非线性的特点,将作用在接触体上的力系分解为外力和接触界面上的接触力,以接触体的位移为基本未知量,而以接触区域局部坐标系下的结点接... 针对三维有初始间隙摩擦接触问题,提出了一种新的迭代求解方法——有限元混合法。根据接触问题局部非线性的特点,将作用在接触体上的力系分解为外力和接触界面上的接触力,以接触体的位移为基本未知量,而以接触区域局部坐标系下的结点接触力为迭代变量,将非线性接触迭代收缩在可能接触面上进行,把复杂的摩擦接触非线性反映在接触力的变化上,使得迭代计算变得简单易行,并且对于存在多个接触界面的多体接触问题,可以保持柔度矩阵的对称性和稀疏性,大大提高了计算效率。文中首先给出了三维有初始间隙摩擦接触问题的力学模型,推导得出了相应的有限元柔度方程,然后详细给出了迭代求解步骤。最后通过两个数值算例来验证本文方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 有限元混合法 摩擦接触 初始间隙 接触力
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路面接触非线性特性研究 被引量:13
12
作者 黄志义 潘伟兵 +1 位作者 徐兴 周一勤 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1-4,9,共5页
考虑荷载作用下,沥青路面面层之间以及面层与基层之间,实际上可能处于接触状态。本文采用有限元技术对路面的接触非线性特性进行分析,结合高速公路的现场试验,比较表明,接触模型比层状体系模型更适合描述路面的力学特性。
关键词 沥青路面 接触非线性 有限元 摩擦系数 现场试验
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正交各向异性弹塑性摩擦接触问题的数值求解 被引量:19
13
作者 张洪武 何素艳 李兴斯 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期411-416,共6页
采用正交各向异性摩擦定律对三维弹塑性摩擦接触问题进行分析,基于参变量变分原理,经过有限元离散,将问题化为线性互补问题模型,之后给出一个求解互补问题的非内点光滑化算法.对三维接触问题,滑动方向的确定一直是个难点,为此,该文采用... 采用正交各向异性摩擦定律对三维弹塑性摩擦接触问题进行分析,基于参变量变分原理,经过有限元离散,将问题化为线性互补问题模型,之后给出一个求解互补问题的非内点光滑化算法.对三维接触问题,滑动方向的确定一直是个难点,为此,该文采用作者提出的组合规划法和迭代法对各向异性摩擦本构模型进行分析,数值结果说明了模型与算法的正确性. 展开更多
关键词 线性互补问题 内点 正交各向异性 数值求解 摩擦接触 迭代法 有限元离散 弹塑性 参变量变分原理 本构模型
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摩擦接触问题数学规划法的收敛性和算法的改进 被引量:14
14
作者 陈国庆 陈万吉 冯恩民 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1994年第4期374-379,共6页
对摩擦接触问题的数学规划法进行了收敛性分析,并对算法提出一种改进,对“较小”摩擦系数问题改进算法严格保证收敛。在“较大”摩擦系数情形,问题提法本身有可能发生解不唯一和不存在现象。
关键词 数学规划法 收敛性 弹性力学 摩擦 接触问题
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大变形中摩擦接触问题的数值模拟及应用 被引量:15
15
作者 蔡中义 李明哲 陈庆敏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期1-4,共4页
大变形的摩擦接触是复杂的非线性问题 ,本文介绍了一种处理摩擦接触问题的数值方法。采用接触单元技术模拟接触界面 ,基于弹塑性理论形式的非经典Coulomb摩擦定律及罚函数方法建立了摩擦接触的增量本构关系。结合大变形的增量分析格式... 大变形的摩擦接触是复杂的非线性问题 ,本文介绍了一种处理摩擦接触问题的数值方法。采用接触单元技术模拟接触界面 ,基于弹塑性理论形式的非经典Coulomb摩擦定律及罚函数方法建立了摩擦接触的增量本构关系。结合大变形的增量分析格式给出了积分摩擦接触本构方程的回映方法。这种处理摩擦接触问题的方法计算简单、使用方便。 展开更多
关键词 摩擦接触 Coulomb定律 大变形 有限元 数值模拟
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三维接触问题的非光滑算法 被引量:17
16
作者 李学文 陈万吉 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第1期43-49,共7页
给出了一种非光滑算法直接用于求解三维摩擦接触问题的不可微非线性互补模型,不再对模型进行光滑化处理,使算法更加简单。文中对非光滑算法的收敛性给出了严格的数学证明。数值实验表明该算法列式简单,但与光滑化算法同样有效。
关键词 三维摩擦接触 非线性互补 非光滑算法 收敛性
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规划-迭代型弹塑性摩擦接触多极边界元法 被引量:14
17
作者 于春肖 申光宪 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期65-71,共7页
提出基于多极展开法的规划-迭代型的高度非线性方程的IGMRES(m)高效求解法,并建立其收敛性理论。本法适用于三维弹塑性摩擦接触多极边界元法,有效处理弹塑性摩擦接触迭代的繁杂和费时问题。数值试验证明,本求解法在确保数值精度的前提下... 提出基于多极展开法的规划-迭代型的高度非线性方程的IGMRES(m)高效求解法,并建立其收敛性理论。本法适用于三维弹塑性摩擦接触多极边界元法,有效处理弹塑性摩擦接触迭代的繁杂和费时问题。数值试验证明,本求解法在确保数值精度的前提下,可减少迭代次数,显著提高计算效率。 展开更多
关键词 弹塑性摩擦接触 多极边界元法 IGMREs(m)算法 收敛性
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二维摩擦接触问题迭代法与非线性互补算法的等价性 被引量:4
18
作者 陈万吉 李学文 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期33-38,共6页
本文证明了二维摩擦接触问题一种迭代法与非线性互补算法的等价性,为迭代法的收敛性找到了理论依据,并由此提出了这种迭代法的修正方法,使迭代法也能保证收敛。
关键词 二维摩擦接触 迭代法 收敛性 非线性互补算法 等价性 增量求解
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求解摩擦接触问题的一个非内点光滑化算法 被引量:17
19
作者 张洪武 何素艳 李兴斯 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期42-52,共11页
给出了一个求解三维弹性有摩擦接触问题的新算法,即基于NCP函数的非内点光滑化算法。首先通过参变量变分原理和参数二次规划法,将三维弹性有摩擦接触问题的分析归结为线性互补问题的求解;然后利用NCP函数,将互补问题的求解转换为非光滑... 给出了一个求解三维弹性有摩擦接触问题的新算法,即基于NCP函数的非内点光滑化算法。首先通过参变量变分原理和参数二次规划法,将三维弹性有摩擦接触问题的分析归结为线性互补问题的求解;然后利用NCP函数,将互补问题的求解转换为非光滑方程组的求解;再用凝聚函数对其进行光滑化,最后用NEWTON法解所得到的光滑非线性方程组。方法具有易于理解及实现方便等特点。通过线性互补问题的数值算例及接触问题实例证实了该算法的可靠性与有效性。 展开更多
关键词 三维摩擦接触 参数二次规划法 线性互补问题 NCP函数 凝聚函数 非内点光滑化算法
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含摩擦与碰撞平面多刚体系统动力学线性互补算法 被引量:9
20
作者 王晓军 王琪 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期814-821,共8页
基于接触力学理论和线性互补问题的算法,给出了一种含接触、碰撞以及库伦干摩擦,同时具有理想定常约束(铰链约束)和非定常约束(驱动约束)的平面多刚体系统动力学的建模与数值计算方法.将系统中的每个物体视为刚体,但考虑物体接触点的局... 基于接触力学理论和线性互补问题的算法,给出了一种含接触、碰撞以及库伦干摩擦,同时具有理想定常约束(铰链约束)和非定常约束(驱动约束)的平面多刚体系统动力学的建模与数值计算方法.将系统中的每个物体视为刚体,但考虑物体接触点的局部变形,将物体间的法向接触力表示成嵌入量与嵌入速度的非线性函数,其切向摩擦力采用库伦干摩擦模型.利用摩擦余量和接触点的切向加速度等概念,给出了摩擦定律的互补关系式;并利用事件驱动法,将接触点的黏滞-滑移状态切换的判断及黏滞状态下摩擦力的计算问题转化成线性互补问题的求解.利用第一类拉格朗日方程和鲍姆加藤约束稳定化方法建立了系统的动力学方程,由此可降低约束的漂移,并可求解该系统的运动、法向接触力和切向摩擦力,还可以求解理想铰链约束力和驱动约束力.最后以一个类似夯机的平面多刚体系统为例,分析了其动力学特性,并说明了相关算法的有效性. 展开更多
关键词 多体系统 库伦干摩擦 接触力 线性互补问题 非光滑
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