Es wird eine auf Schnittstellenkräften basierende balancierte Finite-Elemente-Methode vorgeschlagen, die in Verbindung mit der Dualanalyse-Theorie eine hochpräzise Spannungsberechnung für begrenzte Gleitkontaktprobleme sowie eine strenge nachträgliche Fehlerabschätzung ermöglicht. Zunächst wird im Rahmen des begrenzten Gleitens das Prinzip der minimalen Restenergie für das Kontaktproblem hergeleitet und durch die Einführung von Kontaktbeschränkungen (Kontaktkraft als Druck) in ein quadratisches Programmierungsproblem umgewandelt; anschließend wird unter Verwendung der Makroelements-Technik ein auf Schnittstellenkräften basierendes Balancierelement konstruiert und in das Prinzip der minimalen Restenergie des Kontaktproblems eingebunden, wodurch schließlich ein hochpräzises balanciertes Spannungsfeld erhalten wird, das die Gleichgewichtsbedingungen strikt erfüllt. In Kombination mit dem durch diese Methode erhaltenen balancierten Spannungsfeld und dem koordinierten Verschiebungsfeld der Finite Elemente wird der konstitutive Fehler im Kontaktproblem hergeleitet und berechnet, wobei gezeigt wird, dass dieser konstitutive Fehler eine strenge obere Schranke für den Diskretisierungsfehler darstellt. Schließlich wird die vorgeschlagene Methode anhand eines typischen Mehrkörperkontaktbeispiels numerisch validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Methode die Genauigkeit der Lösung, die Konvergenz und die Effektivität der Diskretisierungsfehlerabschätzung gewährleistet.

begrenzt gleitendes Kontaktproblem;balancierte Finite Elemente;Prinzip der minimalen Restenergie;lokaler Suchalgorithmus;Dualanalyse