NURBS-FEM für Kontaktprobleme

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Das Potential isogeometrischer, NURBS-basierter finiter Elemente wurde inzwischen in vielen Berei-chen der computerorientierten Mechanik erfolgreich ausgeschöpft. In der Kontaktmechanik verspricht vor allem die höhere Kontinuität, bestimmte diskretisierungsbedingte Probleme zu vermeiden. In der Gruppe des Antragstellers wurden bereits gute Erfahrungen bei der Entwicklung einer Kollokationsme-thode für unilateralen Kontakt gemacht. Ziel des Forschungsprojektes ist die konsequente Weiterent-wicklung dieses Algorithmus‘ für zwei- und dreidimensionalen bilateralen Kontakt mit Reibung. Im Vergleich zur klassischen FEM ergeben sich dabei zusätzliche Fragestellungen und Herausforderun-gen. Da z.B. die Orte der Unbekannten nicht Teil der Geometrie sind, stellt sich die Frage nach Anzahl und Position der Kollokationspunkte. Ziel ist eine auch für unterschiedliche Diskretisierungen und An-satzordnungen auf Slave- und Masterseite stabile Methode, die die Kontaktspannungen adäquat re-präsentiert. Unerwünschte Konsequenzen der höheren Kontinuität, wie Oszillationen am Rand des Kontaktbereiches müssen vermieden werden. Methodische Idee ist eine adaptive Steuerung der Kon-tinuität der Ansatzräume. Schließlich soll die vergleichende Implementierung einer Mortarmethode deren Potential und numerischen Mehraufwand bewerten.