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Coupling of an isogeometric surface and bulk finite element discretization for contact problems

  • This work aims at combining the advantages of both discretization procedures (IGA and FEM) by coupling an isogeometric contact surface with a bulk FE-discretization. The isogeometric contact interface is represented by a NURBS surface, which is tied to the FE mesh. For the discretization of the bulk parts, higher order spectral elements are used. The contact problem is discretized with the mortar method and a penalty approach is used to enforce the contact constraints. Two different types of coupling of the NURBS surface and the bulk part are considered: mortar and pointwise mesh tying. The mortar mesh tying approach shows accurate results, whereas the pointwise tying leads to large oscillations in the contact stresses. Element-based quadrature is applied for mortar tying, as well as for mortar contact discretizations. Using an isogeometric layer, the related quadrature error can be efficiently reduced by a higher degree interpolation or increased integration order.

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Autor*innen:Peter Otto
Koautor*innen:Jörg F. Unger, L. De Lorenzis
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.0 Abteilungsleitung und andere
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Contact mechanics; Isogeometric analysis; Mortar methods; Spectral elements
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur
Veranstaltung:ECCM ECFD 2018
Veranstaltungsort:Glasgow, Scotland, UK
Beginndatum der Veranstaltung:11.06.2018
Enddatum der Veranstaltung:15.06.2018
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:04.07.2018
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag:Nein
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