基于统一标定的势接触力计算

传统的离散元类数值方法存在处理角-角接触时接触力方向不确定、三维情形时接触计算极其复杂等问题。munjiza提出的基于势的接触力计算方法很好地解决了这一问题，但同时存在势的物理意义不明确，计算出的接触力与物理直观不符、相同嵌入量计算的接触力大小不一致等问题。在已有研究的基础上，提出了一种基于统一标定的势接触力计算方法，该方法重新定义了势函数，即三角形单元内一点的势与该点到3条边的最短距离成正比。采用这种势函数定义可以对嵌入量进行统一表征。在相同的嵌入量下，计算的接触力大小是一致的，同时保留基于势的接触力计算方法所有优点。新定义的势函数，解决了原有势函数所存在的重大缺陷，只要重叠区域不变，计算的总接触力是不变的，接触力计算具有局部特性，而与划分的三角形单元的整体形状和大小无关，即新的接触力计算方法，具有更好的网格鲁棒性。该方法使得基于势的接触力计算方法建立在坚实的物理基础之上，意义重大。