Une méthode semi-explicite pour la simulation des problèmes d'impact avec frottement

Jean-Michel Cros; Zhi-Qiang Feng; Benoît Magnain

doi:10.1016/j.crme.2010.03.007

Une méthode semi-explicite pour la simulation des problèmes d'impact avec frottement
[A semi-explicit method to simulate frictional impact problems]

Jean-Michel Cros ¹ ; Zhi-Qiang Feng ¹; Benoît Magnain ²

¹ Laboratoire LME-Evry, Université d'Évry – Val d'Essonne, 91020 Évry, France
² Institut PRISME, ENSI de Bourges, 88 bd. Lahitolle, 18020 Bourges, France

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 338 (2010) no. 3, pp. 176-180.

Abstract
Résumé

We are interested in the modeling of frictional impact problems. This Note presents an approach which reconciles the speed of resolution (semi-explicit calculation) and the accuracy of contact modeling by the bi-potential method. This method deals with the unilateral contact and the friction in a coupling way via a contact bi-potential. It leads to an implicit resolution at the contact zones between deformable bodies with or without friction. The proposed method is compared with an implicit one both implemented in the code FER/Impact and with a pure explicit method available in the industrial code LS-DYNA.

On s'intéresse à la modélisation des problèmes d'impact avec frottement. Cette Note présente une approche qui concilie la rapidité de résolution (calcul semi-explicite) et la finesse de modélisation des zones de contact par la méthode du bi-potentiel. Cette dernière méthode traite le contact unilatéral et le frottement de manière couplée via un bi-potentiel de contact ce qui conduit à une résolution implicite limitée aux zones des contacts entre les corps déformables avec prise en compte ou non du frottement. La méthode proposée est comparée à une approche implicite implantée dans le code FER/Impact et à une méthode explicite disponible dans le code de calcul industriel LS-DYNA.

Received: 2010-01-08
Accepted: 2010-03-18
Published online: 2010-03-01

DOI: 10.1016/j.crme.2010.03.007

Mot clés : Mécanique des solides numérique, Contact, Impact, Élasticité, Frottement, Éléments finis, Schéma semi-explicite
Keywords: Computational solid mechanics, Contact, Impact, Elasticity, Friction, Finite element, Semi-explicit scheme

Author's affiliations:

Jean-Michel Cros ¹; Zhi-Qiang Feng ¹; Benoît Magnain ²

¹ Laboratoire LME-Evry, Université d'Évry – Val d'Essonne, 91020 Évry, France
² Institut PRISME, ENSI de Bourges, 88 bd. Lahitolle, 18020 Bourges, France

@article{CRMECA_2010__338_3_176_0,
     author = {Jean-Michel Cros and Zhi-Qiang Feng and Beno{\^\i}t Magnain},
     title = {Une m\'ethode semi-explicite pour la simulation des probl\`emes d'impact avec frottement},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {176--180},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {338},
     number = {3},
     year = {2010},
     doi = {10.1016/j.crme.2010.03.007},
     language = {fr},
}

TY  - JOUR
AU  - Jean-Michel Cros
AU  - Zhi-Qiang Feng
AU  - Benoît Magnain
TI  - Une méthode semi-explicite pour la simulation des problèmes d'impact avec frottement
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2010
SP  - 176
EP  - 180
VL  - 338
IS  - 3
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crme.2010.03.007
LA  - fr
ID  - CRMECA_2010__338_3_176_0
ER  -

%0 Journal Article
%A Jean-Michel Cros
%A Zhi-Qiang Feng
%A Benoît Magnain
%T Une méthode semi-explicite pour la simulation des problèmes d'impact avec frottement
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2010
%P 176-180
%V 338
%N 3
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crme.2010.03.007
%G fr
%F CRMECA_2010__338_3_176_0

Jean-Michel Cros; Zhi-Qiang Feng; Benoît Magnain. Une méthode semi-explicite pour la simulation des problèmes d'impact avec frottement. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 338 (2010) no. 3, pp. 176-180. doi : 10.1016/j.crme.2010.03.007. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2010.03.007/

References
Cited by

[1] Z.-Q. Feng 2D or 3D frictional contact algorithms and applications in a large deformation context, Comm. Numer. Methods Engrg., Volume 11 (1995), pp. 409-416

[2] P. Joli; Z.-Q. Feng Uzawa and Newton algorithms to solve frictional contact problems within the bi-potential framework, Int. J. Numer. Methods Engrg., Volume 73 (2008), pp. 317-330

[3] Z.-Q. Feng; B. Magnain; J.-M. Cros Solution of large deformation impact problems with friction between Blatz–Ko hyperelastic bodies, Int. J. Engrg. Sci., Volume 44 (2006), pp. 113-126

[4] J.O. Hallquist; G.L. Goudreau; D.J. Benson Sliding interface with contact–impact in Lagrangian computations, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg., Volume 51 (1985), pp. 107-137

[5] J.O. Hallquist LS-DYNA Theory Manual, LSTC, Livermore Software Technology Corp., 2006

[6] P. Wriggers Computational Contact Mechanics, John Wiley & Sons, 2002

[7] J.O. Kim; B. Kwak Dynamic analysis of two-dimensional frictional contact by linear complementarity problem formulation, Int. J. Solids Structures, Volume 33 (1996), pp. 4605-4624

Cited by Sources:

Comments - Policy