An application of a master-slave algorithm for solving 3D contact problems between deformable bodies in forming processes

International audienceWe consider a finite element approximation of frictional contact problem between deformable bodies undergoing large deformations. The fully 3D mechanical coupling problem is expressed with a mixed velocity-pressure formulation. The multi-bodies contact problem is set as a linear complementary problem solved by a penalty method. The corresponding nonpenetration condition is approximated using a finite element meshes which do not necessarily fit on the contact zone. The local approach used to take into account unilateral contact on non-matching meshes is an extension of the master-slave algorithm. The mechanical system is solved using iterative methods. The associatedmodel and algorithm are implemented inside the 3D software Forge3®. The selected application is the process of viscoplastic metal forging.On considère une approximation éléments finis du problème de contact avec frottement entre deux corps déformables en grandes déformations. Le modèle de couplagemécanique fort en 3D est décrit avec une formulation mixte vitesse pression. Le contact entre corps déformables est posé comme un problème complémentaire résolu par une méthode de pénalisation. La condition de non pénétration correspondante est appliquée, sur des maillages éléments finis non coincidents, au niveau local par un algorithme maître esclave. Le système mécanique est résolu par une méthode itérative. Le modèle et l'algorithme associé sont implémentés dans le logiciel Forge3®. L'application présentée est le procédé de forgeage de métaux de rhéologie viscoplastiqu