Modelagem de problemas de formação de contato mediante elementos finitos de acoplamento - Bazucco, Adilson Fabio (2020)
No presente trabalho é apresentado um método de solução para problemas nos quais ocorre a formação de contato, com base no uso do elemento de acoplamento. O objetivo central é desenvolver e validar um algoritmo para a solução de problemas bidimensionais sem atrito (“frictionless”), envolvendo pequenas deformações, empregando malhas não conformes (“non-matching meshes”). O método proposto emprega elementos finitos especiais de acoplamento, originalmente proposto para acoplar malhas não conformes, por BITENCOURT et al. (2015). Os novos desenvolvimentos para aplicação em problemas de formação de contato se baseiam no fato de que esse tipo de elemento apresenta nós pertencentes aos dois domínios que podem entrar em contato, sendo capaz de introduzir forças de interação contrárias à interpenetração, mediante um método de penalização. Para validar este método, são simulados computacionalmente alguns problemas clássicos de contato Hertziano, no qual pode-se comparar resultados obtidos numericamente com resultados analíticos. Foi possível alcançar o objetivo com um esquema simples e estável, capaz de produzir resultados com boa precisão. Dentre os parâmetros avaliados, o ponto de maior relevância foi a verificação da necessidade de um número de passos de carga mínimo para se obter a completa formação do domínio do contato, dependendo do modelo a ser analisado. Os resultados obtidos, de uma forma geral, apresentam boa concordância em relação aos resultados analíticos, sendo que as médias dos desvios desses resultados numéricos estão entre 5,5% e 3,0%, em relação aos resultados analíticos.