SM调教

SM调教 计算力学团队在《International Journal of Mechanical Sciences》上发表了题为“An improved point-to-surface contact algorithm with penalty method for peridynamics”的研究成果。论文由张皓然、李君、梅海、赖欣和刘立胜等人合作完成。其中，张皓然博士为第一作者，刘立胜教授、赖欣教授为通讯作者。论文链接：//doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2026.111276

该成果报道了一种针对近场动力学模拟的改进型点-面接触方法。该方法的主要目的是解决因损伤引起的复杂接触问题，比如多体接触和自我接触等场景，而现有的接触算法在这些情况下通常无法准确描述接触行为，导致计算结果不够精确。因此，研究团队提出了这一改进型的点-面接触算法，以更有效地应对此类复杂的接触环境。

通过多种数值实验，研究团队对改进的接触算法进行了充分验证。结果表明，在不同模型形式、材料参数以及加载条件下，所提出的接触方法均能够比传统算法提供更为准确、稳定的模拟结果，尤其在处理局部接触响应、接触力传递等方面表现出更高的可靠性。该成果提出的改进型点-面接触方法不仅从理论层面进一步提升了接触模拟的精确性和适用性，而且为后续复杂结构与仿生结构的冲击动力学分析奠定了坚实基础。特别是在复杂构型、多界面耦合以及非线性大变形条件下，该方法能够更真实地反映结构在冲击载荷作用下的接触行为与力学响应，因此对于今后复杂结构和仿生结构的冲击模拟研究具有重要而直接的指导意义，也为相关结构的优化设计、性能评估及工程应用提供了有力的技术支撑。

图1两个准静态赫兹接触基准测试：

（a）弹性滚子与刚性平面在载荷作用下接触的三维示意图；（b）滚子与平面在载荷作用下接触的接触压力分布二维示意图；（c）滚子与平面接触的模拟应力与理论应力对比；（d）两个相同弹性球体在外部载荷作用下接触的示意图；（e）球体与球体接触的归一化接触压力分布。

图2陶瓷冲击加载示意图：

（a）弹体对陶瓷板的正面撞击；（b）弹体对陶瓷板的侧面撞击。

图3对于陶瓷板的模拟结果与实验观察的对比：

（a）通过模拟得到的前表面损伤轮廓；（b）实验中观察到的陶瓷板前表面的裂纹模式；（c）通过模拟得到的后表面损伤轮廓；（d）实验中观察到的后表面的裂纹模式。

图4对于侧面撞击下的陶瓷板，PD模拟结果与实验观察结果的对比：

（a）由PD模拟得出的侧面表面损伤轮廓；（b）实验中观察到的边缘裂纹形态。

供稿：李君、张皓然 编辑：何文卓 审核：何大平