// FICHIER : Hysteresis1D.h // CLASSE : Hysteresis1D // 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) . // // Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure. // // Copyright (C) 1997-2022 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 . // // For more information, please consult: . /************************************************************************ * DATE: 10/02/2004 * * $ * * AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) * * $ * * PROJET: Herezh++ * * $ * ************************************************************************ * BUT: La classe Hysteresis1D permet de calculer la contrainte * * et ses derivees pour une loi d'hysteresis 1D, type * * celle développée par Guelin, Favier, Pegon. * * $ * * '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * * * VERIFICATION: * * * * ! date ! auteur ! but ! * * ------------------------------------------------------------ * * ! ! ! ! * * $ * * '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * * MODIFICATIONS: * * ! date ! auteur ! but ! * * ------------------------------------------------------------ * * $ * ************************************************************************/ #ifndef HYSTERESIS_1D_H #define HYSTERESIS_1D_H #include "Loi_comp_abstraite.h" #include "Courbe1D.h" #include "TypeConsTens.h" #include "Algo_zero.h" #include "TenseurQ1gene.h" #include "Algo_edp.h" /** @defgroup Les_lois_hysteresis * * BUT: groupe des lois de type hystérésis * * * \author Gérard Rio * \version 1.0 * \date 10/02/2004 * \brief Définition des lois de type hystérésis * */ /// @addtogroup Les_lois_hysteresis /// @{ /// class Hysteresis1D : public Loi_comp_abstraite { public : // CONSTRUCTEURS : // Constructeur par defaut Hysteresis1D (); // Constructeur de copie Hysteresis1D (const Hysteresis1D& loi) ; // DESTRUCTEUR : ~Hysteresis1D (); // initialise les donnees particulieres a l'elements // de matiere traite ( c-a-dire au pt calcule) // Il y a creation d'une instance de SaveResul particuliere // a la loi concernee // la SaveResul classe est remplie par les instances heritantes // le pointeur de SaveResul est sauvegarde au niveau de l'element // c'a-d que les info particulieres au point considere sont stocke // au niveau de l'element et non de la loi. class SaveResulHysteresis1D: public SaveResul { public : SaveResulHysteresis1D(); // constructeur par défaut : SaveResulHysteresis1D(const SaveResulHysteresis1D& sav); // de copie ~SaveResulHysteresis1D(){}; // destructeur // définition d'une nouvelle instance identique // appelle du constructeur via new SaveResul * Nevez_SaveResul() const{return (new SaveResulHysteresis1D(*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) void Lecture_base_info (ifstream& ent,const int cas); // cas donne le niveau de sauvegarde // = 1 : on sauvegarde tout // = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles) void Ecriture_base_info(ofstream& sort,const int cas); // mise à jour des informations transitoires void TdtversT(); void TversTdt(); // 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 // 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 & tab_coor ,const Loi_comp_abstraite* loi) {return NULL;}; // ---- méthodes spécifiques // initialise les informations de travail concernant le pas de temps en cours void Init_debut_calcul(); // données protégées Tenseur1BH sigma_barre_BH_t; // dernière contrainte en BH à t Tenseur1BH sigma_barre_BH_tdt; // contrainte en cours BH à tdt double fonction_aide_t; // dernière valeur de la fonction d'aide double fonction_aide_tdt; // valeur de la fonction d'aide en cours double wprime_t,wprime_tdt; // paramètre de masing List_io ::iterator ip2; // adresse éventuelle du 2 éléments de fct_aide // --- informations de travail concernant le pas de temps en cours --- int modif; // = 0 rien de changé, =1 coincidence(s), =2 inversion(s), =3 coin et inver // liste des nouvelles contraintes de référence, qui sont apparu List_io sigma_barre_BH_R_t_a_tdt; int nb_coincidence; // nombre de coincidence durant le pas de temps List_io fct_aide_t_a_tdt; // liste des valeurs de la fonction d'aide durant le pas // de temps List_io indic_coin; // liste d'indicateurs indiquant la suite des coincidences et // inversion, = true -> indique que c'est une coincidence, sinon inversion // --- fin informations de travail concernant le pas de temps en cours --- // --- informations de mémorisation discrète de 0 à t // le dernier élément rangé est en .begin() (c-a-d front()) List_io sigma_barre_BH_R; // liste des contraintes de référence List_io fct_aide; // liste des valeurs de la fonction d'aide // 5) --- tableau d'indicateur de la résolution, éventuellement vide // cela dépend de sortie_post // indicateurs_resolution(1) : nb d'incrément utilisé pour la résolution de l'équation linéarisée // (2) : nb total d'itération " " " " " // (3) : cas Runge Kutta: nb d'appel de la fonction // (4) : cas Runge Kutta: nb de step de calcul // (5) : cas Runge Kutta: erreur globale de la résolution Tableau indicateurs_resolution,indicateurs_resolution_t; }; SaveResul * New_et_Initialise() { SaveResulHysteresis1D * pt = new SaveResulHysteresis1D(); return pt;}; // Lecture des donnees de la classe sur fichier void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture * ,LesCourbes1D& lesCourbes1D,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD); // affichage de la loi void Affiche() const ; // test si la loi est complete // = 1 tout est ok, =0 loi incomplete int TestComplet(); // calcul d'un module d'young équivalent à la loi, ceci pour un // chargement nul double Module_young_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & def ,SaveResul * saveResul); // récupération de la variation relative d'épaisseur calculée: h/h0 // cette variation n'est utile que pour des lois en contraintes planes // - pour les lois 3D : retour d'un nombre très grand, indiquant que cette fonction est invalide // - pour les lois 2D def planes: retour de 0 // les infos nécessaires à la récupération , sont stockées dans saveResul // qui est le conteneur spécifique au point où a été calculé la loi virtual double HsurH0(SaveResul * saveResul) const { cout << "\n Hysteresis1D::HsurH0(.. , methode non implante pour l'instant "; Sortie(1); }; // création d'une loi à l'identique et ramène un pointeur sur la loi créée Loi_comp_abstraite* Nouvelle_loi_identique() const { return (new Hysteresis1D(*this)); }; //----- lecture écriture de restart ----- // cas donne le niveau de la récupération // = 1 : on récupère tout // = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles) void Lecture_base_info_loi(ifstream& ent,const int cas,LesReferences& lesRef,LesCourbes1D& lesCourbes1D ,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD); // cas donne le niveau de sauvegarde // = 1 : on sauvegarde tout // = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles) void Ecriture_base_info_loi(ofstream& sort,const int cas); // affichage et definition interactive des commandes particulières à chaques lois void Info_commande_LoisDeComp(UtilLecture& lec); // 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& ,Loi_comp_abstraite::SaveResul * ,list& 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& ) const; protected : // donnees protegees // ---- paramètres matériaux ---- double xnp; // paramètre de Prager Courbe1D* xnp_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de xnp en fonction de la température // int cas_prager; // indique si xnp =2 (=1), ou est compris entre 2 et 3 (=2), ou est sup à 3 (=3) double Qzero; // limite de plasticité du critère de von mises Courbe1D* Qzero_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de Qzero en fonction de la température double xmu; // paramètre de lame Courbe1D* xmu_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de xmu en fonction de la température // ---- paramètres de l'algorithme de Newton ----- double tolerance_residu; // tolérance absolu double tolerance_residu_rel; // tolérance relative double maxi_delta_var_sig_sur_iter_pour_Newton; // le maxi de variation que l'on tolère d'une itération à l'autre double tolerance_coincidence; // tolérance sur la précision de la coincidence int nb_boucle_maxi; // le maximum d'itération de plasticité permis int nb_sous_increment; // le maxi de sous incrément prévu int type_resolution_equa_constitutive; // linéarisation ou kutta par exemple int nb_maxInvCoinSurUnPas; // nombre maximum d'inversion ou de coïncidence sur un pas // ----- controle de la sortie des informations // -> maintenant définit dans LoiAbstraiteGeneral // int permet_affichage; // pour permettre un affichage spécifique dans les méthodes, pour les erreurs et warning int sortie_post; // permet d'accèder au nombre d'itération, d'incrément, de précision etc. des résolutions // = 0 par défaut, // = 1 : on stocke toutes les grandeurs et elles sont disponibles en sortie // variables de travail pour l'échange entre les différentes méthodes en internes Tenseur1BH sigma_t_barre_tdt; // sigma barre finale Tenseur1BH sigma_i_barre_BH; // sigma barre de début de calcul (à t au début) Tenseur1BH sigma_barre_BH_R; // sigma barre de Référence en cours Tenseur1BH delta_sigma_barre_BH_Rat; // deltat sigma barre de R a t Tenseur1BH delta_sigma_barre_BH_Ratdt; // deltat sigma barre de R a tdt Tenseur1BH delta_sigma_barre_tdt_BH; // delta sigma barre de t à tdt Tenseur1BH residuBH; Tenseur1BH delta_barre_epsBH; // delta_barre epsilon totale Tenseur1BH delta_barre_alpha_epsBH; // delta_barre epsilon intermediaire (avec alpha de 0 à 1) double wprime; // paramètre de masing Vecteur residu; // résidu de l'équation pour la résolution de l'équation constitutive Mat_pleine derResidu; // dérivé du résidu de l'équation pour la résolution de l'équation constitutive Algo_zero alg_zero; // algo pour la recherche de zero // ... partie relative à une résolution de l'avancement par une intégration de l'équation différentielle Algo_edp alg_edp; int cas_kutta; // indique le type de runge_kutta que l'on veut utiliser double erreurAbsolue,erreurRelative; // précision absolue et relative que l'on désire sur le calcul de sig_tdt int nbMaxiAppel; // nombre maxi d'appel de la fonction dérivée Vecteur sig_point; // vitesse de sig: version vecteur de sigma_point Tenseur1BH sigma_pointBH; // idem mais en tenseur Tenseur1BH sigma_tauBH; // valeur de sigma pour le temps tau Vecteur sigma_tau; // valeur de sigma pour le temps tau, en vecteur Tenseur1BH delta_sigma_barre_R_a_tauBH; // delta sigma de R à tau Tenseur1BH betaphideltasigHB,deuxmudeltaepsHB; // pour le calcul de la dérivée // -- variables de travail internes à Residu_constitutif() et Mat_tangente_constitutif() // définit ici pour éviter de les définir à chaque passage ds la méthode, // ne doivent pas être utilisée en dehors de ces deux routines Tenseur1BH rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt; // deltat sigma barre de R a tdt Tenseur1BH rdelta_sigma_barre_tdt_BH; // delta sigma barre de t à tdt // --------------- méthodes internes ---------------: // affinage d'un point de coincidence // ramène true si le traitement est exactement terminé, sinon false, ce qui signifie qu'il // faut encore continuer à utiliser l'équation d'évolution // premiere_charge : indique si c'est oui ou non une coincidence avec la première charge // pt_sur_principal : indique si oui ou non les pointeurs iafct et iatens pointent sur les listes // principales // iatens_princ et iafct_princ: pointeurs sur les listes principales bool Coincidence(double& unSur_wprimeCarre,bool premiere_charge ,SaveResulHysteresis1D & save_resul,double& W_a ,List_io ::iterator& iatens,List_io ::iterator& iafct ,bool& pt_sur_principal,List_io ::iterator& iatens_princ ,List_io ::iterator& iafct_princ,double& delta_W_a); // --------------- codage des METHODES VIRTUELLES protegees ---------------: // calcul des contraintes a t+dt // calcul des contraintes a t+dt // calcul des contraintes void Calcul_SigmaHH (TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB,DdlElement & tab_ddl ,TenseurBB & gijBB_t,TenseurHH & gijHH_t,BaseB& giB,BaseH& gi_H, TenseurBB & epsBB_ ,TenseurBB & delta_epsBB_ ,TenseurBB & gijBB_,TenseurHH & gijHH_,Tableau & d_gijBB_ ,double& jacobien_0,double& jacobien,TenseurHH & sigHH ,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement ,const Met_abstraite::Expli_t_tdt& ex); // calcul des contraintes et de ses variations a t+dt void Calcul_DsigmaHH_tdt (TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB,DdlElement & tab_ddl ,BaseB& giB_t,TenseurBB & gijBB_t,TenseurHH & gijHH_t ,BaseB& giB_tdt,Tableau & d_giB_tdt,BaseH& giH_tdt,Tableau & d_giH_tdt ,TenseurBB & epsBB_tdt,Tableau & d_epsBB ,TenseurBB & delta_epsBB,TenseurBB & gijBB_tdt,TenseurHH & gijHH_tdt ,Tableau & d_gijBB_tdt ,Tableau & d_gijHH_tdt,double& jacobien_0,double& jacobien ,Vecteur& d_jacobien_tdt,TenseurHH& sigHH,Tableau & d_sigHH ,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement ,const Met_abstraite::Impli& ex); // fonction surchargée dans les classes dérivée si besoin est virtual void CalculGrandeurTravail (const PtIntegMecaInterne& ,const Deformation & ,Enum_dure,const ThermoDonnee& ,const Met_abstraite::Impli* ex_impli ,const Met_abstraite::Expli_t_tdt* ex_expli_tdt ,const Met_abstraite::Umat_cont* ex_umat ,const List_io* exclure_dd_etend ,const List_io* exclure_Q ) {}; // initialisation éventuelle des variables thermo-dépendantes void Init_thermo_dependance(); // méthode permettant le calcul de sigma à tdt par différente méthodes: linéarisation // ou kutta void CalculContrainte_tdt(Tableau& indicateurs_resolution); // calcul de l'avancement temporel sur 1 pas, // utilisé par les 3 programmes principaux: // Calcul_SigmaHH, Calcul_DsigmaHH_tdt, Calcul_dsigma_deps, void Avancement_temporel(const Tenseur1BB & delta_epsBB,const Tenseur1HH & gijHH ,SaveResulHysteresis1D & save_resul ,Tenseur1HH & sigHH); public: // calcul de la fonction résidu de la résolution de l'équation constitutive // l'argument test ramène // . 1 si le calcul a été ok, -1 s'il y a eu un pb, mais on peut continuer, 0 s'il y a eu un pb // fatal, qui invalide le calcul du résidu Vecteur& Residu_constitutif (const double & alpha, const Vecteur & x, int& test); // calcul de la matrice tangente de la résolution de l'équation constitutive // l'argument test ramène // . 1 si le calcul a été ok, -1 s'il y a eu un pb, mais on peut continuer, 0 s'il y a eu un pb // fatal, qui invalide le calcul du résidu et de la dérivée Mat_abstraite& Mat_tangente_constitutif(const double & alpha,const Vecteur & x, Vecteur& resi, int& test); // calcul de l'opérateur tangent : dsigma/depsilon TenseurQ1geneBHBH& Dsig_depsilon(TenseurQ1geneBHBH& dsig_deps); // calcul de l'expression permettant d'obtenir la dérivée temporelle de la contrainte // à un instant tau quelconque, en fait il s'agit de l'équation constitutive // utilisée dans la résolution explicite (runge par exemple) de l'équation constitutive // erreur : =0: le calcul est licite, si diff de 0, indique qu'il y a eu une erreur // =1: la norme de sigma est supérieure à la valeur limite de saturation Vecteur& Sigma_point(const double & tau, const Vecteur & sigma_tau,Vecteur& sig_point,int & erreur); // vérification de l'intégrité du sigma calculé // erreur : =0: le calcul est licite, si diff de 0, indique qu'il y a eu une erreur // =1: la norme de sigma est supérieure à la valeur limite de saturation void Verif_integrite_Sigma(const double & tau, const Vecteur & sigma_tau,int & erreur); }; /// @} // end of group #endif