Моделирование контактного взаимодействия конструкций с основанием при динамическом нагружении

Конструктивно нелинейные задачи с односторонними связями часто встречаются при расчете различного рода конструкций и сооружений. При этом определенные трудности в решении представляют задачи при учете трения на контакте, а также при динамическом действии нагрузки. В этих случаях контактная задача усложняется в математическом отношении и усложняется ее численное решение. Настоящая статья посвящена построению расчетных моделей и методов решения задач с неидеальными односторонними связями при динамическом нагружении. На основе конечно-элементной модели контакта и метода пошагового анализа разработан численный алгоритм, позволяющий выполнять одновременно интегрирование уравнений движения и реализацию контактных условий с трением Кулона. Для соблюдения ограничений в условиях по предельному трению-скольжению применен способ компенсирующих нагрузок. С помощью предложенного подхода получены и проанализированы численные решения некоторых задач контакта сооружения с основанием. Достоверность результатов проведенных расчетов подтверждается сопоставлением их с решением, полученным альтернативным итерационным методом. При этом алгоритм пошагового анализа является более эффективным по времени вычислений, показывая удовлетворительную сходимость, устойчивость и точность решения в достаточно широком диапазоне шагов интегрирования по времени.