// 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: 6/12/2007 * * $ * * AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) * * $ * * PROJET: Herezh++ * * $ * ************************************************************************ * BUT: La classe Hart_Smith permet de calculer la contrainte * * et ses derivees pour une loi isotrope hyper élastique * * de type Hart Smith en 3D. Ici on considère * * la variation de volume. * * Il s'agit d'une classe derivee de la classe Loi_comp_abstraite. * * $ * * '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * * VERIFICATION: * * * * ! date ! auteur ! but ! * * ------------------------------------------------------------ * * ! ! ! ! * * $ * * '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * * MODIFICATIONS: * * ! date ! auteur ! but ! * * ------------------------------------------------------------ * * $ * ************************************************************************/ #ifndef HART_SMITH_3D_H #define HART_SMITH_3D_H #include "Loi_comp_abstraite.h" #include "Courbe1D.h" #include "MathUtil.h" #include "Hyper_W_gene_3D.h" #include "CourbePolyLineaire1D.h" /// @addtogroup Les_lois_hyperelastiques /// @{ /// class Hart_Smith3D : public Hyper_W_gene_3D { public : // CONSTRUCTEURS : // Constructeur par defaut Hart_Smith3D (); // Constructeur de copie Hart_Smith3D (const Hart_Smith3D& loi) ; // DESTRUCTEUR : ~Hart_Smith3D (); // 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. virtual SaveResul * New_et_Initialise() { int avec_para = 0; // init par défaut if (sortie_post) avec_para = 4; SaveResulHyper_W_gene_3D * pt = new SaveResulHyper_W_gene_3D(avec_para); // insertion éventuelle de conteneurs de grandeurs quelconque this->Insertion_conteneur_dans_save_result(pt); 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(); //----- 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); // calcul d'un module d'young équivalent à la loi, // c'est sans doute complètement débile mais c'est pour pouvoir avancer !! // Annexe B, formule B12 double Module_young_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & ,SaveResul *) {return 6.* C1;}; // 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 {return ConstMath::tresgrand;}; // création d'une loi à l'identique et ramène un pointeur sur la loi créée Loi_comp_abstraite* Nouvelle_loi_identique() const { return (new Hart_Smith3D(*this)); }; // affichage et definition interactive des commandes particulières à chaques lois void Info_commande_LoisDeComp(UtilLecture& lec); protected : // donnée de la loi double C1,C2,C3,K; // 4 coeffs lus double C1_use,C2_use,C3_use,K_use; // 4 coeffs résultants Courbe1D* C1_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de C10 en fonction de la température Courbe1D* C2_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de C10 en fonction de la température Courbe1D* C3_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de C01 en fonction de la température Courbe1D* K_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de K en fonction de la température int type_pot_vol; // indique le type de potentiel volumique, par défaut 2 bool avec_courbure; // indique s'il y a un potentiel de courbure ou non double a_courbure; // para a utilisé que dans le cas avec courbure double r_courbure; // para r utilisé que dans le cas avec courbure Courbe1D* a_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de a en fonction de la température Courbe1D* r_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de r en fonction de la température // cas d'une dépendance à une fonction nD, les fonctions sont multiplicatives par rapport aux valeurs // définies par les données fixes où celles dépendantes directement de la température via une courbe 1D // -- bien voir que dans ce cas on peut obtenir n'importe quoi, c'est de la responsabilité // de l'utilisateur de savoir se qu'il fait Fonction_nD * K_nD, * C1_nD, * C2_nD, * C3_nD; // définition de la fonction énergie CourbePolyLineaire1D int_J1; // intégrale de la partie relative à J1 double W_d,W_v; // le potentiel: partie déviatorique, partie sphérique Vecteur W_r; // dérivées premières du potentiel par rapport aux J_r double W_d_J1,W_d_J2; // dérivées premières du potentiel déviatoire par rapport aux J_1 et J_2 double W_d_J1_2,W_d_J1_J2,W_d_J2_2; // dérivées secondes double W_v_J3,W_v_J3J3; // dérivées premières et seconde du potentiel volumique / J3 Tableau2 W_rs; // dérivées secondes du potentiel par rapport aux J_r // cas éventuel de potentiel additionel de raidissement: variables intermédiaires de passage double W_c,W_c_J1,W_c_J3,W_c_J1_2,W_c_J3_2,W_c_J1_J3; // potentiel et dérivées 1 et 2 // codage des METHODES VIRTUELLES protegees: // calcul des contraintes a t+dt 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 variations des contraintes 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); // calcul des contraintes et ses variations par rapport aux déformations a t+dt // en_base_orthonormee: le tenseur de contrainte en entrée est en orthonormee // le tenseur de déformation et son incrémentsont également en orthonormees // si = false: les bases transmises sont utilisées // ex: contient les éléments de métrique relativement au paramétrage matériel = X_(0)^a virtual void Calcul_dsigma_deps (bool en_base_orthonormee, TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB ,TenseurBB & epsBB_tdt,TenseurBB & delta_epsBB,double& jacobien_0,double& jacobien ,TenseurHH& sigHH,TenseurHHHH& d_sigma_deps ,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement ,const Met_abstraite::Umat_cont& ex) ; // calcul de grandeurs de travail aux points d'intégration via la def // 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) {}; private: // calcul du potentiel et de ses dérivées premières / aux invariants J_r void Potentiel_et_var(double & module_compressibilite); // calcul du potentiel et de ses dérivées premières et secondes / aux invariants J_r void Potentiel_et_var2(double & module_compressibilite); // définition de la courbe représentant l'évolution de l'énergie en fonction de J1 void Calcul_courbe_evolW_J1(); // calcul de la dérivée numérique de la contrainte void Cal_dsigma_deps_num (const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0 ,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt ,const double& jacobien_0,const double& jacobien ,Tenseur3HHHH& dSigdepsHHHH); // calcul de la contrainte avec le minimum de variable de passage, utilisé pour le numérique void Cal_sigma_pour_num(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0 ,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt ,const double& jacobien_0,const double& jacobien,TenseurHH & sigHH_); // idem avec la variation void Cal_sigmaEtDer_pour_num(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0 ,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt ,const double& jacobien_0,const double& jacobien ,TenseurHH & sigHH_,Tenseur3HHHH& dSigdepsHHHH); }; /// @} // end of group #endif