有限元接觸分析的解析方法:罰函數法,Lagrangian,遞增Lagrangian乘數法【轉載】

罰函數法:

缺點: 近似解,要求極大罰函數值, 使方程組條件數變差。

優點: 計算量不大,實現最簡單。

Lagrangian乘數法:

缺點: 增加了計算變量(計算量增加),方程性能變差(參見式(2.3),可以看出其導入了零對角項,該方程變為非正定方程)。

優點: 精確解。

遞增Lagrangian乘數法:

缺點: 需要迭代求解Lagrangian乘數(計算量增加)。

優點: 回避了計算變量的增加;選用合適的罰函數值時,可以回避或減緩方程組條件數的惡化;對于接觸問題解析來說,可以利用此方法把非對稱的接觸剛性矩陣對稱化,大幅度節省內存和計算時間。

內點法:

缺點: 不能處理初始點已經位于接觸面內的問題;采用primal-dual算法增加了計算變量;需要迭代求解。

優點: 內點法應用于接觸問題解析主要是其可以回避解析過程中,接觸點—〉非接觸-〉接觸,即所謂接觸active set的變化問題,因為該方法對接觸面附近的所有點都加上了約束。因此可以期待其提高計算的收斂性。

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