THREE DIMENSIONAL ELASTOPLASTIC CONTACT ANALYSIS BY LARGE STRAINS

• Main Author: KATRI INGRID IKA FERREIRA
• Other Authors: LUIZ ELOY VAZ
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 1998
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=2085@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=2085@2

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA === Neste trabalho analisa-se o problema de contato entre dois corpos bidimensionais ou tridimensionais com comportamento elasto-plástico submetidos a grandes deformações através de duas metodologias de solução implementadas. O procedimento de solução numérica inclui o tratamento conjunto das não-linearidades geométricas e físicas como também da não-linearidade das condições de contato baseando- se numa estratégia incremental-iterativa. Na modelagem dos corpos utiliza-se o método dos elementos finitos em conjunto com uma formulação Lagrangeana Atualizada e relações constitutivas para grandes deformações elasto- plásticas. Os corpos são considerados ambos deformáveis, supondo a superfície de contato sem atrito. Os métodos implementados foram: o método da Penalidade onde as restrições de contato são satisfeitas de forma aproximada através do emprego do parâmetro de penalidade e o método da Programação Linear Complementar que formula um problema de programação matemática para cada configuração de equilíbrio incremental onde as condições de Kuhn-Tucker são resolvidas pelo esquema de pivoteamento de Lemke [43]. Foi realizada uma análise comparativa entre os métodos e também um estudo paramétrico verificando a influência de parâmetros relevantes para o problema. Foi implementado um algoritmo para consideração da geometria de contato onde são supostas condições genéricas de contato: nó-superfície e onde as relações cinemáticas são dadas em termos de uma função diferenciável da distância.Foram utilizados elementos lineares formulados em deslocamentos, hexaédricos de 8 nós e elementos com uma formulação híbrida - Enhanced Assumed Strain - EAS, que possuem, além de oito nós, três parâmetros internos de deformação, com um campo de deformações trilinear completo, minorando os efeitos de -locking- presentes nos elementos lineares formulados em deslocamentos. O emprego desses dois tipos de elementos teve como finalidade comparar as suas performances em problemas de contato. === In this theses the frictionless contact problem between two- dimensional or three-dimensional deformable bodies with elasto-plastic behavior under finite strains is studied. The numeric solution procedure is based on an incremental- iterative strategy and includes the treatment of geometric and physical nonlinearities as well as those which arise from contact conditions. In the model of body the finite element method together with an updated Lagrangian and elasto-plastic constitutive relations for finite strains is used.For the solution of the contact problem two methods were investigated. The methods were the Penalty method, where the contact restritions are imposed in an aproximated manner with the use of a penalty parameter and the Linear Complementarity Programming method,which is based on the formulation of a mathematic programming problem for each configuration of equilibrium where the Kuhn-Tucker omplementarity conditions corresponding to the contact conditions are solved by the Lemke pivoting scheme [43]. A algorithm was implemented for consideration for the contact geometry where generic conditions of contact are assumed and the kinematic relation is expressed through a differentiable gap function.Displacement based elements with linear interpolations - hexahedral 8 node elements were employed for the space discretization. In order to diminish the locking effects present in these elements, a hibrid formulation - Enhanced Assumed Strain - EAS, with three aditional internal parameters of deformation with an complete trilinear deformation field was employed.