An SBFEM-based segment-to-segment algorithm for frictional contact problems

Wei Wang

doi:10.1016/j.compgeo.2026.108357

An SBFEM-based segment-to-segment algorithm for frictional contact problems

2026-06-15

0

PRE

AI

Sundararajan Natarajan

DOI：10.1016/j.compgeo.2026.108357

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摩擦接触问题在各个工程领域广泛存在。标准有限元法（FEM）通常存在适用单元类型范围窄、网格过渡效率低等局限性，可能导致模型自由度数量过大。为解决摩擦接触问题中的这些问题，本文在缩放边界有限元法（SBFEM）框架内发展了一种段-段（STS）接触格式。利用SBFEM仅需沿单元边界离散的独特优势，在接触界面处实施局部网格细化，以准确捕捉接触行为。采用切割四叉树网格方案实现高效网格过渡，避免了将非匹配网格转换为协调网格的必要性。首先通过拼装测试验证所提方法的精度。随后进行赫兹接触模拟，以验证并展示静态算法的性能以及切割四叉树网格的优点。此外，研究了包括方块大位移滑动和两杆碰撞在内的数值算例，展示了该方法在低频和高频动态区域的有效性及其准确再现摩擦接触响应的能力。最后，通过模拟重力坝两种典型断裂破坏模式，说明了所提方法在工程应用中的适用性。

An SBFEM-based segment-to-segment algorithm for frictional contact problems

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