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无网格法理论及MATLAB程序
1.9.2.2 7.2.2 接触问题的虚功方程
7.2.2 接触问题的虚功方程

对图7.1 所示的接触系统,在问题域Ω=ΩA+ΩB上除满足式(3.27)至式(3.31)的弹性力学方程外,还需要满足满足式(7.7)和式(7.10)。

设虚位移为δuT,在上满足δuT=0。则将在式(3.27)两侧同时乘以δuT并在整个区域内积分有

利用分部积分并利用在上满足δuT=0,式(7.11)成为

上式左侧第二项可进一步简化为

将式(7.13)代入式(7.12)得

将式(3.30)、式(3.31)、式(7.7)代入式(7.14)可得

式(7.15)为接触问题的虚功原理,是有限元法和无网格法等方法分析接触问题的基础。由于无网格法往往不具有克罗内克δ 函数性质,不能直接施加位移边界,必须对式(7.15)进行修改。如果采用拉格朗日乘子法施加位移边界条件,则式(7.15)更改为

其中λ 为拉格朗日乘子向量。至此,还剩下式(7.10)。所以,接触问题的完整变分可理解为在式(7.10)的约束下求解式(7.16)。