research

Stabilized mixed explicit finite element formulation for compressible and nearly-incompressible solids

Abstract

El presente estudio presenta una formulación mixta de elementos finitos capaz de abordar problemas quasiincompresibles en forma explícita. Esta formulación se aplica a elementos con interpolaciones independientes e iguales de desplazamientos y deformaciones, estabilizadas mediante subescalas variacionales (VMS). Como continuación del estudio presentado en la referencia [23] , en la que se introdujo la subescala de las deformaciones, en este trabajo se incluyen los efectos de la sub-escala de los desplazamientos, con el fin de estabilizar el campo de las presiones. La formulación evita la condición de Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi (LBB) y sólo requiere la resolución de un sistema diagonal de ecuaciones. En este artículo se tratan también los principales aspectos de implementación. Finalmente, ejemplos de validación numérica muestran el comportamiento de estos elementos en comparación con la formulación irreducible.This study presents a mixed finite element formulation able to address nearly-incompressible problems explicitly. This formulation is applied to elements with independent and equal interpolation of displacements and strains, stabilized by variational subscales (VMS). As a continuation of the study presented in reference [23], in which the strains sub-scale was introduced, in this work the effects of sub-scale displacements are included, in order to stabilize the pressure field. The formulation avoids the Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi (LBB) condition and only requires the solution of a diagonal system of equations. The main aspects of implementation are also discussed. Finally, numerical examples validate the behaviour of these elements compared with the irreductible formulation.Peer ReviewedPostprint (published version

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