一种用于弹塑性接触的傅里叶加速体积积分方法
软凝聚态物质
2019-04-16 v2 计算物理
摘要
具有粗糙表面的固体接触在摩擦、磨损、密封和热传递等物理现象中起着基础作用。然而，由于其表面微凸体覆盖广泛的长度尺度，其仿真是一个具有挑战性的问题。此外，即使是最轻的载荷，也预期会发生塑性等非局部过程。在此背景下，需要稳健且高效的计算方法。因此我们提出了一种基于积分方程的新数值方法，能够处理真实粗糙表面的大离散化需求以及接触微凸体下方和表面处发生的非线性塑性流动。该方法基于 Mindlin 基本解在傅里叶空间中的新推导，利用了快速傅里叶变换的计算效率。该 Mindlin 解的使用使得内存占用大幅减少（因为傅里叶系数是即时计算的），离散化误差降低，并可利用函数结构加速积分算子的计算。我们针对弹塑性有限元 Hertz 法向接触仿真验证了该方法，并展示了其模拟具有塑性流动的粗糙表面接触的能力。
引用
@article{arxiv.1811.11558,
title = {A Fourier-accelerated volume integral method for elastoplastic contact},
author = {Lucas Frérot and Marc Bonnet and Jean-François Molinari and Guillaume Anciaux},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.11558},
year = {2019}
}