Un método de puntos materiales de alta fidelidad para problemas de contacto por fricción

Se introduce un novedoso Método de Puntos Materiales (MPM) para abordar problemas de contacto por fricción. En contrasto con el enfoque estándar de campo de múltiples velocidades, este método emplea un método de penalización para evaluar las fuerzas de contacto en los límites discretizados de sus respectivos dominios físicos. Esto mejora la fidelidad de la simulación al considerar con precisión la deformabilidad de la superficie de contacto, previniendo huecos ficticios entre cuerpos en contacto. Además, el método utiliza la aproximación de dominio de B-Splines Extendidos (EBS), proporcionando dos ventajas clave. Primero, los EBS mitigan de manera robusta los errores de cruce de celdas de malla al ofrecer gradientes continuos de las funciones base en la interfaz entre celdas de malla adyacentes. Segundo, los errores de integración numérica se minimizan, incluso con pequeños dominios físicos en las celdas de malla ocupadas. La robustez y precisión del método propuesto se evalúan a través de referencias de comparación, incluyendo comparaciones con soluciones analíticas, otros algoritmos de contacto basados en MPM, y observaciones experimentales de la literatura. Notablemente, el método demuestra una mitigación efectiva de los errores de tensión inherentes a las simulaciones de contacto.