初东阳, 戎宇飞, 周章涛, 伍星星, 汪俊, 王海坤. 基于罚函数法的大变形冲击碰撞问题显式健壮格式[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2024-0073
引用本文: 初东阳, 戎宇飞, 周章涛, 伍星星, 汪俊, 王海坤. 基于罚函数法的大变形冲击碰撞问题显式健壮格式[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2024-0073
Robust explicit computational strategies based on penalty method for large-deformation impact problems[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2024-0073
Citation: Robust explicit computational strategies based on penalty method for large-deformation impact problems[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2024-0073

基于罚函数法的大变形冲击碰撞问题显式健壮格式

doi: 10.11883/bzycj-2024-0073
基金项目: 国家级-国家重点研发计划(2022YFB3306200)
详细信息
  • 中图分类号: 13015

Robust explicit computational strategies based on penalty method for large-deformation impact problems

  • 摘要: 为了提高基于罚函数法的显式有限元对大变形接触-碰撞问题仿真的精确性和健壮性,基于前增量位移时间中心差分发展了一种新的大变形接触非侵入算法。将动力方程求解步分解为不考虑接触的预估步与考虑接触的修正步,在当前时刻利用罚函数法施加接触惩罚力,使其满足非侵入条件,从而提高显式接触计算的精确性;为实现在仅能获得下一时刻位移的情况下精确计算下一时刻大变形内力,基于任意参考构型大变形理论将动力学方程内力项映射到已知的构型求解,避免使用相关物理量的中间构型近似值,从而降低大变形计算引入的数值误差。更严格的几何非线性以及接触算法可有效抑制实体间的非物理穿透以及大变形碰撞过程中的单元畸变,提高计算程序的健壮性。通过对典型碰撞及侵彻算例进行仿真并与商业软件结果对比,验证了本文所发展的大变形接触-碰撞显式算法的正确性,同时证明其在高速大变形碰撞仿真方面比基于蛙跳格式中心差分和罚函数法的经典接触-碰撞算法更加健壮。
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-18
  • 网络出版日期:  2024-08-13

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