313 lines
15 KiB
C
313 lines
15 KiB
C
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// This file is part of the Herezh++ application.
|
||
|
|
//
|
||
|
|
// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
|
||
|
|
// of mechanics for large transformations of solid structures.
|
||
|
|
// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
|
||
|
|
// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
|
||
|
|
//
|
||
|
|
// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
|
||
|
|
//
|
||
|
|
// Copyright (C) 1997-2021 Université Bretagne Sud (France)
|
||
|
|
// AUTHOR : Gérard Rio
|
||
|
|
// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
|
||
|
|
//
|
||
|
|
// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
|
||
|
|
// it under the terms of the GNU General Public License as published by
|
||
|
|
// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
|
||
|
|
// or (at your option) any later version.
|
||
|
|
//
|
||
|
|
// This program is distributed in the hope that it will be useful,
|
||
|
|
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
|
||
|
|
// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
|
||
|
|
// See the GNU General Public License for more details.
|
||
|
|
//
|
||
|
|
// You should have received a copy of the GNU General Public License
|
||
|
|
// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
|
||
|
|
//
|
||
|
|
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
|
||
|
|
|
||
|
|
/************************************************************************
|
||
|
|
* DATE: 19/6/2005 *
|
||
|
|
* $ *
|
||
|
|
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
|
||
|
|
* $ *
|
||
|
|
* PROJET: Herezh++ *
|
||
|
|
* $ *
|
||
|
|
************************************************************************
|
||
|
|
* BUT: La classe Hyper_W_gene_3D permet de calculer *
|
||
|
|
* les grandeurs générales nécessaires pour exploiter une *
|
||
|
|
* loi hyper-élastique utilisant un potentiel W défini *
|
||
|
|
* a partir des élongations. *
|
||
|
|
* Il s'agit d'une classe de travail. *
|
||
|
|
* $ *
|
||
|
|
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
|
||
|
|
* VERIFICATION: *
|
||
|
|
* *
|
||
|
|
* ! date ! auteur ! but ! *
|
||
|
|
* ------------------------------------------------------------ *
|
||
|
|
* ! ! ! ! *
|
||
|
|
* $ *
|
||
|
|
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
|
||
|
|
* MODIFICATIONS: *
|
||
|
|
* ! date ! auteur ! but ! *
|
||
|
|
* ------------------------------------------------------------ *
|
||
|
|
* $ *
|
||
|
|
************************************************************************/
|
||
|
|
#ifndef HYPER_W_GENE_3D_H
|
||
|
|
#define HYPER_W_GENE_3D_H
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
#include "LesReferences.h"
|
||
|
|
#include "LesCourbes1D.h"
|
||
|
|
#include "Tenseur.h"
|
||
|
|
#include "Tenseur3.h"
|
||
|
|
#include "TenseurQ-3.h"
|
||
|
|
#include "TenseurQ3gene.h"
|
||
|
|
#include "Loi_comp_abstraite.h"
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
/// @addtogroup Les_lois_hyperelastiques
|
||
|
|
/// @{
|
||
|
|
///
|
||
|
|
|
||
|
|
class Hyper_W_gene_3D : public Loi_comp_abstraite
|
||
|
|
{
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
public :
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// CONSTRUCTEURS :
|
||
|
|
|
||
|
|
// Constructeur par defaut
|
||
|
|
Hyper_W_gene_3D ();
|
||
|
|
|
||
|
|
// Constructeur utile si l'identificateur du nom de la loi
|
||
|
|
// de comportement et la dimension sont connus
|
||
|
|
// vit_def indique si oui ou non la loi utilise la vitesse de déformation
|
||
|
|
Hyper_W_gene_3D (Enum_comp id_compor,Enum_categorie_loi_comp categorie_comp
|
||
|
|
,int dimension,bool vit_def = false);
|
||
|
|
|
||
|
|
// Constructeur de copie
|
||
|
|
Hyper_W_gene_3D (const Hyper_W_gene_3D& loi) ;
|
||
|
|
|
||
|
|
// DESTRUCTEUR :
|
||
|
|
|
||
|
|
virtual ~Hyper_W_gene_3D ();
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// classe permettant le stockage de grandeurs de post-traitement
|
||
|
|
class Invariantpost3D
|
||
|
|
{ public :
|
||
|
|
Invariantpost3D() : potentiel(0.) {}; // constructeur par défaut
|
||
|
|
Invariantpost3D(const double& potent)
|
||
|
|
: potentiel(potent) {};
|
||
|
|
Invariantpost3D(const Invariantpost3D & a)
|
||
|
|
: potentiel(a.potentiel) {};
|
||
|
|
// Surcharge de l'operateur = : realise l'affectation
|
||
|
|
Invariantpost3D& operator= (const Invariantpost3D& a)
|
||
|
|
{potentiel=a.potentiel; return *this;};
|
||
|
|
// surcharge de l'operator de lecture
|
||
|
|
friend istream & operator >> (istream & ent, Invariantpost3D & a)
|
||
|
|
{ string toto;
|
||
|
|
ent >> toto >> a.potentiel; return ent;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
// surcharge de l'operator d'ecriture
|
||
|
|
friend ostream & operator << (ostream & sort , const Invariantpost3D & a)
|
||
|
|
{ sort << " potent= "<< a.potentiel << " "; return sort;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
// data
|
||
|
|
double potentiel;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
|
||
|
|
class SaveResulHyper_W_gene_3D: public Loi_comp_abstraite::SaveResul//HyperD
|
||
|
|
{ public :
|
||
|
|
// constructeur
|
||
|
|
SaveResulHyper_W_gene_3D(); // par défaut
|
||
|
|
SaveResulHyper_W_gene_3D(int sortie_post); // avec init ou pas
|
||
|
|
SaveResulHyper_W_gene_3D(const SaveResulHyper_W_gene_3D& sav); // de copie
|
||
|
|
virtual ~SaveResulHyper_W_gene_3D(); // destructeur
|
||
|
|
|
||
|
|
// définition d'une nouvelle instance identique
|
||
|
|
// appelle du constructeur via new
|
||
|
|
SaveResul * Nevez_SaveResul() const {return (new SaveResulHyper_W_gene_3D(*this));};
|
||
|
|
// affectation
|
||
|
|
virtual SaveResul & operator = ( const SaveResul & a);
|
||
|
|
//============= lecture écriture dans base info ==========
|
||
|
|
// cas donne le niveau de la récupération
|
||
|
|
// = 1 : on récupère tout
|
||
|
|
// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
|
||
|
|
virtual void Lecture_base_info (ifstream& ,const int ) ;
|
||
|
|
// cas donne le niveau de sauvegarde
|
||
|
|
// = 1 : on sauvegarde tout
|
||
|
|
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
|
||
|
|
virtual void Ecriture_base_info(ofstream& ,const int ) ;
|
||
|
|
|
||
|
|
// mise à jour des informations transitoires
|
||
|
|
void TdtversT() { if (invP != NULL) { (*invP_t) = (*invP);};};
|
||
|
|
void TversTdt() { if (invP != NULL) { (*invP) = (*invP_t);};};
|
||
|
|
|
||
|
|
// affichage à l'écran des infos
|
||
|
|
void Affiche() const ;
|
||
|
|
|
||
|
|
//changement de base de toutes les grandeurs internes tensorielles stockées
|
||
|
|
// beta(i,j) represente les coordonnees de la nouvelle base naturelle gpB dans l'ancienne gB
|
||
|
|
// gpB(i) = beta(i,j) * gB(j), i indice de ligne, j indice de colonne
|
||
|
|
// ici il ne s'agit que de grandeurs scalaires donc rien n'a faire
|
||
|
|
// gpH(i) = gamma(i,j) * gH(j)
|
||
|
|
virtual void ChBase_des_grandeurs(const Mat_pleine& beta,const Mat_pleine& gamma){};
|
||
|
|
|
||
|
|
// procedure permettant de completer éventuellement les données particulières
|
||
|
|
// de la loi stockées
|
||
|
|
// au niveau du point d'intégration par exemple: exemple: un repère d'anisotropie
|
||
|
|
// completer est appelé apres sa creation avec les donnees du bloc transmis
|
||
|
|
// peut etre appeler plusieurs fois
|
||
|
|
SaveResul* Complete_SaveResul(const BlocGen & bloc, const Tableau <Coordonnee>& tab_coor
|
||
|
|
,const Loi_comp_abstraite* loi){};
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// des grandeurs qui sont éventuellement crééent si on le demande
|
||
|
|
Hyper_W_gene_3D::Invariantpost3D * invP, * invP_t;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
|
||
|
|
SaveResul * New_et_Initialise() { return (new SaveResulHyper_W_gene_3D(this->sortie_post));};
|
||
|
|
|
||
|
|
// récupération des grandeurs particulière (hors ddl )
|
||
|
|
// correspondant à liTQ
|
||
|
|
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
|
||
|
|
virtual void Grandeur_particuliere
|
||
|
|
(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ,Loi_comp_abstraite::SaveResul * saveDon,list<int>& decal) const;
|
||
|
|
// récupération de la liste de tous les grandeurs particulières
|
||
|
|
// ces grandeurs sont ajoutées à la liste passées en paramètres
|
||
|
|
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
|
||
|
|
virtual void ListeGrandeurs_particulieres(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ) const;
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières
|
||
|
|
void Invariants_et_var1(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
||
|
|
{InvariantsEtVar1(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
// vérification numérique de la dérivée
|
||
|
|
// Calcul_derivee_numerique(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
};
|
||
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières et secondes
|
||
|
|
void Invariants_et_var2(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
||
|
|
{InvariantsEtVar2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
// Calcul_derivee_numerique2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
};
|
||
|
|
|
||
|
|
// --- acces en lectures aux différentes grandeurs calculées
|
||
|
|
// par Invariants_et_var1 et Invariants_et_var2
|
||
|
|
const double& I__B() const {return I_B;};
|
||
|
|
const double& I__BB() const {return I_BB;};
|
||
|
|
// const double& I__BBB() const {return I_BBB;};
|
||
|
|
const double& II__B() const {return II_B;};
|
||
|
|
const Vecteur& JJ_r() const {return J_r;};
|
||
|
|
// const Tenseur3HH& D_I_B_epsBB_HH() const {return d_I_B_epsBB_HH;};
|
||
|
|
// const Tenseur3HH& D_II_B_epsBB_HH() const {return d_II_B_epsBB_HH;};
|
||
|
|
// const Tenseur3HH& D_III_B_epsBB_HH() const {return d_III_B_epsBB_HH;};
|
||
|
|
const Tableau <Tenseur3HH>& D_J_r_epsBB_HH() const {return d_J_r_epsBB_HH;};
|
||
|
|
// --- acces en lectures aux différentes grandeurs calculées
|
||
|
|
// uniquemenent par Invariants_et_var2
|
||
|
|
// const Tenseur3HHHH& D_I_B_eps2BB_HHHH () const {return d_I_B_eps2BB_HHHH;};
|
||
|
|
// const Tenseur3HHHH& D_II_B_eps2BB_HHHH () const {return d_II_B_eps2BB_HHHH;};
|
||
|
|
// const Tenseur3HHHH& D_III_B_eps2BB_HHHH () const {return d_III_B_eps2BB_HHHH;};
|
||
|
|
const Tenseur3HHHH& D_J_1_eps2BB_HHHH () const {return d_J_1_eps2BB_HHHH;};
|
||
|
|
const Tenseur3HHHH& D_J_2_eps2BB_HHHH () const {return d_J_2_eps2BB_HHHH;};
|
||
|
|
const Tenseur3HHHH& D_J_3_eps2BB_HHHH () const {return d_J_3_eps2BB_HHHH;};
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
protected :
|
||
|
|
// données
|
||
|
|
int sortie_post; // permet de stocker et ensuite d'accéder en post-traitement à certaines données
|
||
|
|
// = 0 par défaut,
|
||
|
|
// = 1 : on stocke toutes les grandeurs et elles sont disponibles en sortie
|
||
|
|
// lecture dans les classes dérivées !!
|
||
|
|
|
||
|
|
double I_B,I_BB;//,I_BBB; // les 3 invariants primaires de B c'est-à-dire les trois traces
|
||
|
|
// I_B, I_{B.B}, I_{B.B.B}, en fait on ne se sert pas de I_BBB
|
||
|
|
double II_B,III_B; // les 3 invariants en I de B: I_1=I_B, I_2=II_B,I_3=III_B
|
||
|
|
Vecteur J_r ; // les 3 invariants en J
|
||
|
|
// variation des I II III par rapport aux composantes covariantes de la déformation
|
||
|
|
Tenseur3HH d_I_B_epsBB_HH,d_II_B_epsBB_HH,d_III_B_epsBB_HH;
|
||
|
|
// variation des J_r par rapport aux composantes covariantes de la déformation
|
||
|
|
Tableau <Tenseur3HH> d_J_r_epsBB_HH;
|
||
|
|
// variation seconde des I_r par rapport aux composantes covariantes de la déformation
|
||
|
|
// Tenseur3HHHH d_I_B_eps2BB_HHHH,d_II_B_eps2BB_HHHH,d_III_B_eps2BB_HHHH;
|
||
|
|
// variation seconde des J_r par rapport aux composantes covariantes de la déformation
|
||
|
|
Tenseur3HHHH d_J_1_eps2BB_HHHH,d_J_2_eps2BB_HHHH,d_J_3_eps2BB_HHHH;
|
||
|
|
// autres variables utiles pour la loi de comportement
|
||
|
|
double V; // variation relative de volume
|
||
|
|
Tenseur3HH BB_HH; // B . B
|
||
|
|
Tenseur3HB B_HB; // B en mixte
|
||
|
|
Tenseur3HB BB_HB; // B . B en mixte
|
||
|
|
|
||
|
|
// variables tensorielles du second ordre intermédiaires
|
||
|
|
Tenseur3HHHH IxI_HHHH,IxbarreI_HHHH,IxB_HHHH,BxI_HHHH;
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// grandeurs de travail
|
||
|
|
double J3_puiss_untiers // J3 puissance 1/3
|
||
|
|
,unSurJ3_puissuntiers // 1/(J3^{1/3})
|
||
|
|
,unSurJ3_puissuntiers2 // (1/(J3^{1/3})^2
|
||
|
|
,unSurJ3_puissuntiers4; // (1/(J3^{1/3})^4
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// --------méthodes internes
|
||
|
|
|
||
|
|
// affichage et definition interactive des commandes particulières ici = une partie générique
|
||
|
|
// pour les lois, utilisée par les classes dérivées
|
||
|
|
void Info_commande_LoisDeComp_hyper3D(UtilLecture& lec);
|
||
|
|
|
||
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières
|
||
|
|
void InvariantsEtVar1(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
||
|
|
|
||
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières et secondes
|
||
|
|
void InvariantsEtVar2(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
||
|
|
// vérification de la dérivée avec une dérivée numérique
|
||
|
|
// calcul des dérivées numériques premières
|
||
|
|
void Calcul_derivee_numerique(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
||
|
|
// calcul des dérivées numériques premières et secondes
|
||
|
|
void Calcul_derivee_numerique2(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
||
|
|
// --- pour le débug ----
|
||
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières en numérique
|
||
|
|
void Invariants_et_var1_deb(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
||
|
|
{InvariantsEtVar1(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
// vérification numérique de la dérivée
|
||
|
|
Calcul_derivee_numerique(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
};
|
||
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières et secondes
|
||
|
|
void Invariants_et_var2_deb(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
||
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
||
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
||
|
|
{InvariantsEtVar2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
Calcul_derivee_numerique2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
||
|
|
};
|
||
|
|
|
||
|
|
};
|
||
|
|
/// @} // end of group
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
#endif
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|