6. Non-linéarité de contact-frottant

La définition de la charge de contact-frottant fait l’objet d’un opérateur spécifique: DEFI_CONTACT [U4.44.11]. Outre le choix des entités en contact, cet opérateur permet de choisir le type de formulation du problème de contact (discrète ou continue), des paramètres pour l’opération d’appariement et des paramètres pour la phase de résolution. De nombreux conseils de mise en données sont disponibles dans le document [U2.04.04], notamment sur le choix des surfaces maître et esclave.

La prise en compte des conditions de contact avec ou sans frottement conduit à des problèmes non-linéaires, qui peuvent être source de difficultés dans la résolution de STAT_NON_LINE. Une des premières difficultés est le blocage des modes de corps rigides. En effet les conditions de contact-frottant n’interviennent pas dans le bocage des modes rigides. Il faut donc bloquer les modes rigides sans tenir compte des conditions de contact (sauf de rares exceptions). Un mauvais blocage des modes de corps rigides entraîne l’apparition de pivots nuls lors de la factorisation de la matrice. Des conseils sont donnés dans la documentation [U2.04.04]. Attention, certaines formulations de contact nécessitent un solveur particulier. Notamment, en formulation discrète, la méthode CONTRAINTE nécessite un solveur direct (MULT_FRONT ou MUMPS). De manière générale, on déconseille l’utilisation de la recherche linéaire avec le contact. En cas de couplage avec d’autres non-linéarités, il est conseillé de s’assurer que chaque non-linéarité prise séparément converge. Si des problèmes n’apparaissent que lorsque les non-linéarités sont couplées, il est conseillé de travailler avec la matrice tangente réactualisée et une prédiction élastique.

Un benchmark comparatif entre Code_Aster et d’autres logiciels commerciaux a été réalisé en 2010 sur 5 problèmes de contact-frottant [2]. Ce benchmark a notamment permis de mettre en évidence des oscillations de la pression de contact pour la formulation continue en cas de maillages incompatibles, défaut dont souffrent aussi les logiciels commerciaux utilisés. Il est alors recommandé d’extraire les pressions de contact à partir des contraintes sur le bord, ou bien d’utiliser des maillages compatibles.