// FICHIER : PoutSimple1.h
// CLASSE : PoutSimple1
// 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
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// 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.
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// 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.
//
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// along with this program. If not, see .
//
// For more information, please consult: .
/************************************************************************
* DATE: 23/01/97 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
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* BUT: // La classe PoutSimple1 permet de declarer des elements *
* de flexion très simple, qui à priori, sont prévus pour fonctionner *
* seul, c'est à dire un seul élément, ceci pour tester le flambage . *
* La classe permet de realiser le calcul du residu local et de la *
* raideur locale pour une loi de comportement donnee. La dimension de *
* l'espace de référence pour un tel element est 1, celle de l'espace *
* physique est uniquement 2. Les déplacements prévus sont U dans l'axe*
* et W transversalement. *
* La section de la poutre est rectangulaire, épaisseur x largeur. *
* *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
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* $ *
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// -----------classe pour un calcul de mecanique---------
#ifndef POUTSIMPLE1_H
#define POUTSIMPLE1_H
#include "ParaGlob.h"
#include "ElemMeca.h"
//#include "Loi_comp_abstraite.h"
#include "Met_abstraite.h"
#include "Met_pout2D.h"
#include "Noeud.h"
#include "UtilLecture.h"
#include "ElFrontiere.h"
#include "GeomSeg.h"
#include "PiPoCo.h"
#include "ParaAlgoControle.h"
#include "FrontSegLine.h"
class ConstrucElementbiel;
/// @addtogroup groupe_des_elements_finis
/// @{
///
class PoutSimple1 : public PiPoCo
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// Constructeur par defaut
PoutSimple1 ();
// Constructeur fonction de la hauteur, la largeur et eventuellement d'un numero
// d'identification
PoutSimple1 (double epais,double larg,int num_mail=0,int num_id=-3);
// Constructeur fonction d'un numero de maillage et d'identification
PoutSimple1 (int num_mail,int num_id);
// Constructeur fonction de la hauteur, la largeur, d'un numero d'identification,
// du tableau de connexite des noeuds
PoutSimple1 (double epais,double larg,int num_mail,int num_id,const Tableau& tab);
// Constructeur de copie
PoutSimple1 (const PoutSimple1& biel);
// DESTRUCTEUR :
~PoutSimple1 ();
// création d'un élément de copie: utilisation de l'opérateur new et du constructeur de copie
// méthode virtuelle
Element* Nevez_copie() const { Element * el= new PoutSimple1(*this); return el;};
// Surcharge de l'operateur = : realise l'egalite entre deux instances de PoutSimple1
PoutSimple1& operator= (PoutSimple1& pout);
// METHODES :
// 1) derivant des virtuelles pures
// Lecture des donnees de la classe sur fichier
void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture *,Tableau * );
// affichage d'info en fonction de ordre
// ordre = "commande" : affichage d'un exemple d'entree pour l'élément
void Info_com_Element(UtilLecture * entreePrinc,string& ordre,Tableau * tabMaillageNoeud)
{ return Element::Info_com_El(2,entreePrinc,ordre,tabMaillageNoeud);};
// Calcul du residu local et de la raideur locale,
// pour le schema implicite
Element::ResRaid Calcul_implicit (const ParaAlgoControle & pa);
// Calcul du residu local a t
// pour le schema explicit par exemple
Vecteur* CalculResidu_t (const ParaAlgoControle & pa)
{ return PoutSimple1::CalculResidu(false,pa);};
// Calcul du residu local a tdt
// pour le schema explicit par exemple
Vecteur* CalculResidu_tdt (const ParaAlgoControle & pa)
{ return PoutSimple1::CalculResidu(true,pa);};
// Calcul de la matrice masse pour l'élément
Mat_pleine * CalculMatriceMasse (Enum_calcul_masse id_calcul_masse) ;
// --------- calcul dynamique ---------
// calcul de la longueur d'arrête de l'élément minimal
// divisé par la célérité la plus rapide dans le matériau
double Long_arrete_mini_sur_c(Enum_dure temps)
{ return ElemMeca::Interne_Long_arrete_mini_sur_c(temps);};
// retourne les tableaux de ddl associés aux noeuds, gere par l'element
// ce tableau et specifique a l'element
const DdlElement & TableauDdl() const ;
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t+dt vers t
void TdtversT();
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t vers tdt
void TversTdt();
// Libere la place occupee par le residu et eventuellement la raideur
// par l'appel de Libere de la classe mere et libere les differents tenseurs
// intermediaires cree pour le calcul et les grandeurs pointee
// de la raideur et du residu
void Libere ();
// acquisition d'une loi de comportement
void DefLoi (LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi);
// test si l'element est complet
// = 1 tout est ok, =0 element incomplet
int TestComplet();
// procesure permettant de completer l'element apres
// sa creation avec les donnees du bloc transmis
// peut etre appeler plusieurs fois
Element* Complete(BlocGen & bloc,LesFonctions_nD* lesFonctionsnD);
// Compléter pour la mise en place de la gestion de l'hourglass
Element* Complet_Hourglass(LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi, const BlocGen & bloc) {return this;};
// ramene l'element geometrique
ElemGeomC0& ElementGeometrique() const { return doCoPS1->segmentL;};
// ramene l'element geometrique en constant
const ElemGeomC0& ElementGeometrique_const() const { return doCoPS1->segmentL;};
// calcul d'un point dans l'élément réel en fonction des coordonnées dans l'élément de référence associé
// temps: indique si l'on veut les coordonnées à t = 0, ou t ou tdt
// 1) cas où l'on utilise la place passée en argument
Coordonnee & Point_physique(const Coordonnee& c_int,Coordonnee & co,Enum_dure temps);
// 3) cas où l'on veut les coordonnées aux trois temps
void Point_physique(const Coordonnee& c_int,Tableau & t_co);
// affichage dans la sortie transmise, des variables duales "nom"
// dans le cas ou nom est vide, affichage de "toute" les variables
void AfficheVarDual(ofstream& sort, Tableau& nom);
//============= 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 Tableau * tabMaillageNoeud,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) ;
// définition du nombre maxi de point d'intégration dans l'épaisseur
inline int Nb_pt_int_epai()
{ return doCoPS1->segmentL.Nbi();};
// définition du nombre maxi de point d'intégration sur la surface ou
// dans l'axe de la poutre
inline int Nb_pt_int_surf()
{ return doCoPS1->segmentH.Nbi();};
// récupération de l'épaisseur
inline double H()
{ return donnee_specif.epaisseur;};
// --------- calculs utils dans le cadre de la recherche du flambement linéaire
// Calcul de la matrice géométrique et initiale
ElemMeca::MatGeomInit MatricesGeometrique_Et_Initiale (const ParaAlgoControle & pa) ;
// inactive les ddl du problème primaire de mécanique
inline void Inactive_ddl_primaire()
{ElemMeca::Inact_ddl_primaire(doCoPS1->tab_ddl);};
// active les ddl du problème primaire de mécanique
inline void Active_ddl_primaire()
{ElemMeca::Act_ddl_primaire(doCoPS1->tab_ddl);};
// ajout des ddl de contraintes pour les noeuds de l'élément
inline void Plus_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Ad_ddl_Sigma(doCoPS1->tab_ddlErr);};
// inactive les ddl du problème de recherche d'erreur : les contraintes
inline void Inactive_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Inact_ddl_Sigma(doCoPS1->tab_ddlErr);};
// active les ddl du problème de recherche d'erreur : les contraintes
inline void Active_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Act_ddl_Sigma(doCoPS1->tab_ddlErr);};
// active le premier ddl du problème de recherche d'erreur : SIGMA11
inline void Active_premier_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Act_premier_ddl_Sigma();};
// lecture de données diverses sur le flot d'entrée
void LectureContraintes(UtilLecture * entreePrinc)
{ if (CalculResidu_t_PoutSimple1_met_abstraite == 1)
ElemMeca::LectureDesContraintes (false,entreePrinc,lesPtMecaInt.TabSigHH_t());
else
{ ElemMeca::LectureDesContraintes (true,entreePrinc,lesPtMecaInt.TabSigHH_t());
CalculResidu_t_PoutSimple1_met_abstraite = 1;
}
};
// retour des contraintes en absolu retour true si elle existe sinon false
bool ContraintesAbsolues(Tableau & tabSig)
{ if (CalculResidu_t_PoutSimple1_met_abstraite == 1)
ElemMeca::ContraintesEnAbsolues(false,lesPtMecaInt.TabSigHH_t(),tabSig);
else
{ ElemMeca::ContraintesEnAbsolues(true,lesPtMecaInt.TabSigHH_t(),tabSig);
CalculResidu_t_PoutSimple1_met_abstraite = 1;
}
return true; }
// ========= définition et/ou construction des frontières ===============
// Calcul des frontieres de l'element
// creation des elements frontieres et retour du tableau de ces elements
// la création n'a lieu qu'au premier appel
// ou lorsque l'on force le paramètre force a true
// dans ce dernier cas seul les frontière effacées sont recréée
Tableau const & Frontiere(bool force = false);
// Retourne la section de l'element
double Section (Enum_dure , const Coordonnee& )
{ return donnee_specif.epaisseur * donnee_specif.largeur; };
// ramène la section moyenne de l'élément (indépendante du point)
double SectionMoyenne(Enum_dure )
{ return donnee_specif.epaisseur * donnee_specif.largeur; };
// 2) methodes propres a l'element
// Retourne la largeur de l'element
inline double Largeur ()
{ return donnee_specif.largeur; };
// Retourne la hauteur de l'element
inline double Hauteur ()
{ return donnee_specif.epaisseur; };
// les coordonnees des points d'integration dans l'epaisseur
inline double KSIepais(int i) { return doCoPS1->segmentH.KSI(i);};
// ajout du tableau specific de ddl des noeuds de la poutre
// la procedure met a jour les ddl(relatif a l'element, c-a-d Xi)
// des noeuds constituants l'element
void ConstTabDdl();
protected:
// ==== >>>> methodes virtuelles dérivant d'ElemMeca ============
// ramene la dimension des tenseurs contraintes et déformations de l'élément
int Dim_sig_eps() const {return 1;};
// -------------------- calcul de frontières en protected -------------------
// --- fonction nécessaire pour la construction des Frontières linéiques ou surfaciques particulière à l'élément
// adressage des frontières linéiques et surfacique
// définit dans les classes dérivées, et utilisées pour la construction des frontières
virtual ElFrontiere* new_frontiere_lin(int ,Tableau & tab, DdlElement& ddelem)
{ return ((ElFrontiere*) (new FrontSegLine(tab,ddelem)));};
virtual ElFrontiere* new_frontiere_surf(int ,Tableau & tab, DdlElement& ddelem)
{return NULL;} // il n'y a pas de surface possible
private :
// VARIABLES PRIVEES :
// les données spécifiques sont grouppées dans une structure pour sécuriser
// le passage de paramètre dans init par exemple
class Donnee_specif{ public :
Donnee_specif() :
epaisseur(epaisseur_defaut),largeur(largeur_defaut)
{};
Donnee_specif(double epaiss,double large) :
epaisseur(epaiss),largeur(large) {};
Donnee_specif(const Donnee_specif& a) :
epaisseur(a.epaisseur),largeur(a.largeur) {};
Donnee_specif & operator = ( const Donnee_specif& a)
{ epaisseur = a.epaisseur;largeur = a.largeur;
return *this;};
// data
double epaisseur; // épaisseur de la poutre
double largeur; // largeur de la poutre
};
Donnee_specif donnee_specif;
// grandeurs aux points d'intégration: contraintes, déformations, vitesses de def etc.
LesPtIntegMecaInterne lesPtMecaInt;
static Tableau d_epsBB; // place de travail pour la variation des def
static Tableau d_sigHH; // place pour la variation des contraintes
class DonnCommunPS1
{ public :
DonnCommunPS1 (GeomSeg& segL,GeomSeg& segH,DdlElement& tab,
Met_Pout2D& met_bie,
Tableau & resEr,Mat_pleine& raidEr,
Mat_pleine& mat_masse,int nbi);
DonnCommunPS1(DonnCommunPS1& a);
~DonnCommunPS1();
// variables
GeomSeg segmentL ; // element geometrique correspondant a l'axe
GeomSeg segmentH ; // element geometrique correspondant a l'épaisseur
DdlElement tab_ddl; // tableau des degres
//de liberte des noeuds de l'element commun a tous les
// elements
Met_Pout2D met_pout;
Mat_pleine matGeom ; // matrice géométrique
Mat_pleine matInit ; // matrice initiale
Tableau < Tableau2 > d2_epsBB; // variation seconde des déformations
// calcul d'erreur
DdlElement tab_ddlErr; // tableau des degres servant pour le calcul
// d'erreur : contraintes
Tableau resErr; // residu pour le calcul d'erreur
Mat_pleine raidErr; // raideur pour le calcul d'erreur
// ------ données concernant la dynamique --------
Mat_pleine matrice_masse;
// ------ blocage éventuel d'hourglass
// utiliser dans ElemMeca::Cal_mat_hourglass_comp, Cal_implicit_hourglass, Cal_explici_hourglass
GeomSeg* segmentHourg; // contiend les fonctions d'interpolation
};
// place memoire commune a tous les elements PoutSimple1
static int nbNoeud ; // nombre de noeud
static int nbintL ; // nombre de point d'intégration selon l'axe
static int nbintH ; // nombre de point d'intégration selon l'épaisseur
static Tableau tabD2phi; // par commodité
static DonnCommunPS1 * doCoPS1;
static int CalculResidu_t_PoutSimple1_met_abstraite; // pour dim met_pout à t
static int CalculResidu_tdt_PoutSimple1_met_abstraite; // pour dim met_pout à tdt
static int Calcul_implicit_PoutSimple1_met_abstraite; // "
static int Calcul_VarDualSort; // pour la sortie des valeurs au pt d'integ
static int CalDynamique; // pour le calcul de la matrice de masse
static int CalPt_0_t_tdt; // pour le calcul de point à 0 t et tdt
// pour l'ajout d'element dans la liste : listTypeElemen, geree par la class Element
class ConstrucElementPoutSimple1 : public ConstrucElement
{ public : ConstrucElementPoutSimple1 ()
{ NouvelleTypeElement nouv(PS1,CUBIQUE,MECA_SOLIDE_DEFORMABLE,this);
if (ParaGlob::NiveauImpression() >= 4)
cout << "\n initialisation PoutSimple1" << endl;
Element::listTypeElement.push_back(nouv);
};
Element * NouvelElement(int num_maill,int num) // un nouvel élément sans rien
{Element * pt;
pt = new PoutSimple1 (num_maill,num) ;
return pt;};
// ramene true si la construction de l'element est possible en fonction
// des variables globales actuelles: ex en fonction de la dimension
bool Element_possible() { if (ParaGlob::Dimension() == 2) return true; else return false;};
};
static ConstrucElementPoutSimple1 construcElementPoutSimple1;
// fonction privee
void Def_DonnCommunPS1();
// Calcul du residu local a t ou tdt en fonction du booleen
Vecteur* CalculResidu (bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
};
/// @} // end of group
#endif