泡沫铝子弹撞击下多孔金属夹芯板的塑性动力响应研究三十九

(4)接触算法与设置 ①
在大型复杂工程结构动力响应数值分析中,结构中的不同部分发生相互接触一碰撞现象的处理是其难点之一，它关系到此类动力响应分析能否实现。直到二十世纪七十年代才逐渐给出一些可行的算法对称罚函数法、动态约束法和分布参数法。

a对称罚函数法(Symmetric Penalty Method)

该方法于1981年由Huag等人提出，1982年该方法开始被用于LS-DYNA2D.其基本原理是：在每一个时间步△t首先检查各从节点(SlaveNode)是否穿透主面(MasterSurface)，如果没有穿透不做任何处理；如果穿透，则在该从节点与被穿透主面间引入个较大的界面接触力，其大小与穿透深度、主面刚度成正比。这在物理上相当于在两者之间放置一法向弹簧，以限制从节点对主面的穿透。接触力称为罚函数值。对称罚函数法是同时再对主节点(Master Node)作相同处理，其算法与从节点相同。对称罚函数法具有对称性、计算准确。罚函数法受到稳定性的限制，计算中若出现明显的穿透，可以通过放大罚函数值或缩小时间步长来调节。

b动态约束法(Kinematic Constraint Method)
该方法由Hughes于1976年提出，同年被Hllquist应用于LS-DYNA2D,后来扩展应用于LS-DYNA3D中。其基本原理是：在每一时间步△t修正构形之前，搜索所有未与主面(Master Surface)接触的从节点(Slave Node)，看是否在此△t内穿透了主面。如果穿透则缩小△t,使那些穿透主面的从节点都不贯穿主面，而使其正好到达主面。在计算下一△t之前，对所有已经与主面接触的从节点都施加约束条件，以保持从节点与主面接触而不贯穿。此外还应检查那些和主面接触的从节点所属单元是否受到拉应力作用。如受到拉应力，则施加释放条件，使从节点脱离主面。

c分布参数法(Distributed Parameter Method)
分布参数法也是发展较早的一种接触界面算法，Wilkins于1964年将该算法成功地应用到HEMP程序中，Burton在1982年将其应用于TENSOR分析程序中。与节点.约束法相比，这种算法具有较好的网格稳定性，特别适用于模拟炸药爆炸后爆轰产物在结构表面滑动的爆炸接触问题。因此被LS-DYNA3D程序用来处理接触一滑动界面的问题。