// FICHIER : Loi_Umat.h
// CLASSE : Loi_Umat
// 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) 1997-2022 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.
//
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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.
//
// 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: 11/03/2005 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: Loi Umat permet d'utiliser des loi_umat découlant d'un *
* d'un autre programme (processus). Le passage d'information*
* s'effectue via deux pipes nommés. *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
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* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
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#ifndef LOI_UMAT_H
#define LOI_UMAT_H
#include "Loi_comp_abstraite.h"
#include "UmatAbaqus.h"
#include "Tenseur3.h"
#include "Tenseur2.h"
#include "Tenseur1.h"
#include "TenseurQ.h"
#include "TenseurQ-2.h"
#include "TenseurQ-1.h"
class Loi_Umat : public Loi_comp_abstraite
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// Constructeur par defaut
// par défaut c'est une loi 3D mais cela pourrait-être des CP
Loi_Umat (Enum_comp enu = LOI_VIA_UMAT);
// Constructeur de copie
Loi_Umat (const Loi_Umat& loi) ;
// DESTRUCTEUR :
~Loi_Umat ();
// 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 SaveResul_Loi_Umat: public SaveResul
{ public :
SaveResul_Loi_Umat(); // constructeur par défaut (a ne pas utiliser)
// le constructeur courant
SaveResul_Loi_Umat(list <SaveResul*>& l_des_SaveResul,list <TenseurHH* >& l_siHH
,list <TenseurHH* >& l_siHH_t);
// constructeur de copie
SaveResul_Loi_Umat(const SaveResul_Loi_Umat& sav );
// destructeur
~SaveResul_Loi_Umat(){};
// définition d'une nouvelle instance identique
// appelle du constructeur via new
SaveResul * Nevez_SaveResul() const {return (new SaveResul_Loi_Umat(*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 (istream& 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(ostream& sort,const int cas);
// mise à jour des informations transitoires en définitif s'il y a convergence
// par exemple (pour la plasticité par exemple)
void TdtversT() ;
void TversTdt() ;
// affichage à l'écran des infos
void Affiche() const
{ cout << "\n SaveResul_Loi_Umat: ";
save_pour_loi_ext->Affiche();
};
//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)
{return save_pour_loi_ext->ChBase_des_grandeurs(beta,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) {return NULL;};
// données protégées
SaveResul* save_pour_loi_ext;
double hsurh0,h_tsurh0;
};
// def d'une instance de données spécifiques, et initialisation
SaveResul * New_et_Initialise();
// 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 & ,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
{Loi_Umat::SaveResul_Loi_Umat& sav = *((Loi_Umat::SaveResul_Loi_Umat*) &saveResul);
return sav.hsurh0;};
// création d'une loi à l'identique et ramène un pointeur sur la loi créée
Loi_comp_abstraite* Nouvelle_loi_identique() const { return (new Loi_Umat(*this)); };
// ----- gestion des incréments et itérations --------
// mise à jour des infos nécessaires pour l'umat
void Mise_a_jour_num_increment(int num) {umatAbaqus.nb_increment=num;};
void Mise_a_jour_num_iteration(int num) {umatAbaqus.nb_step=num;};
// idem pour le numéro d'élément et le numéro de point d'intégration
void Mise_a_jour_nbe_nbptinteg(int nbe, int nbptinteg)
{umatAbaqus.nb_elem = nbe;umatAbaqus.nb_pt_integ = nbptinteg;};
//----- 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(istream& 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(ostream& sort,const int cas);
// affichage et definition interactive des commandes particulières à chaques lois
void Info_commande_LoisDeComp(UtilLecture& lec);
// retour du nom de la loi associée
const string& NomDeLaLoi() const {return nom_de_la_loi;};
// définition de la loi ext dans le cas d'une umat directe sans pipe
void DefLoiExt(LoiAbstraiteGeneral* lext) {loi_ext=lext; };
// indique si oui ou non la loi utilise une umat interne
bool Utilise_une_umat_interne() const {return utilisation_umat_interne;};
protected :
// donnees protegees
string nom_de_la_loi; // nom de la loi
bool utilisation_umat_interne; // indique si oui ou non on utilise une umat interne ou alors via pipe
// ----- 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
UmatAbaqus umatAbaqus; // le conteneur d'information
// par défaut on définit 3 métriques ce qui nous permet de naviguer entre les 3 dimensions
// certaines ne servent pas, mais comme il s'agit de la définition de la loi, on immagine
// qu'il y aura peut d'exemplaires d'où un impact de stockage négligeable
Met_abstraite umat_met3D; // métrique 3D particulière à l'Umat
Met_abstraite umat_met2D; // métrique 2D particulière à l'Umat
Met_abstraite umat_met1D; // métrique 1D particulière à l'Umat
Tenseur2HHHH d_sigma_deps_2D; // un tenseur de travail pour la méthode Calcul_DsigmaHH_tdt en CP
Tenseur1HHHH d_sigma_deps_1D; // un tenseur de travail pour la méthode Calcul_DsigmaHH_tdt en CP2
// élément par défaut pour umat_met
// def des bases naturelles et duales par rapport aux coordonnées initiales
// l'indice x est pour rappeler que les coordonnées matérielles sont les x_0
BaseB gixB_0,gixB_t,gixB_tdt; BaseH gixH_0,gixH_t,gixH_tdt;
// idem pour les métriques, sachant que la métrique initiale est l'identité
TenseurBB* gabBB_tdt; TenseurHH* gabHH_tdt; // tenseurs dans Ia
TenseurBB* gabBB_t; TenseurHH* gabHH_t; // tenseurs dans Ia
// les grandeurs qui pour l'instant ne servent pas, on y met un pointeur nul
BaseB * ggaB_0null, * ggaB_tnull;BaseH * ggaH_0null;
TenseurBB * ggradVmoyBB_tnull, * ggradVmoyBB_tdtnull;
TenseurBB * ggradVBB_tdtnull;
// --//\\-- grandeurs particulières pour le cas contraintes planes
Met_abstraite::Umat_cont* umat_cont_3D; // version 3D
Met_abstraite::Umat_cont* umat_cont_2D; // version 2D
BaseB Ip2_B; // base orthonormée locale
// -- variables nécessaires pour la création de umat_cont_3D
// certaines grandeurs sont associées à un pointeur qui peut soit être nulle soit pointer sur le conteneur
// l'intérêt est que le fait d'avoir un pointeur nul est parfois utilisé pour éviter un calcul
BaseB giB_0_3D;
BaseH giH_0_3D;
BaseB giB_t_3D;
BaseH giH_t_3D;
BaseB giB_tdt_3D;
BaseH giH_tdt_3D;
Tenseur3BB gijBB_0_3D;
Tenseur3HH gijHH_0_3D;
Tenseur3BB gijBB_t_3D;
Tenseur3HH gijHH_t_3D;
Tenseur3BB gijBB_tdt_3D;
Tenseur3HH gijHH_tdt_3D;
TenseurBB * gradVmoyBB_t_3D_P; Tenseur_ns3BB gradVmoyBB_t_3D;
TenseurBB * gradVmoyBB_tdt_3D_P; Tenseur_ns3BB gradVmoyBB_tdt_3D;
TenseurBB * gradVBB_tdt_3D_P; Tenseur_ns3BB gradVBB_tdt_3D;
double jacobien_tdt_3D;double jacobien_t_3D;double jacobien_0_3D; // pour les jacobiens on considère qu'ils existent toujours
// -- variables nécessaires pour la création de umat_cont_2D
BaseB Ip3B_0_3D; // coordonnées de la base locale ortho dans le repère globale
BaseH Ip3H_0_3D; // 3 vecteurs de dimensions 3, les deux premiers sont dans le plan des CP
// puis les grandeurs pointées dans umat_cont_2D
// certaines grandeurs sont associées à un pointeur qui peut soit être nulle soit pointer sur le conteneur
// l'intérêt est que le fait d'avoir un pointeur nul est parfois utilisé pour éviter un calcul
BaseB giB_0_2D; // coordonnée de giB_0 localement dans la base Ip2B_0 = IP2H_0 car orthonormée
BaseH giH_0_2D; // coordonnée de giH_0 localement dans la base Ip2B_0 = IP2H_0 car orthonormée
BaseB giB_t_2D;
BaseH giH_t_2D;
BaseB giB_tdt_2D;
BaseH giH_tdt_2D;
Tenseur2BB gijBB_0_2D;
Tenseur2HH gijHH_0_2D;
Tenseur2BB gijBB_t_2D;
Tenseur2HH gijHH_t_2D;
Tenseur2BB gijBB_tdt_2D;
Tenseur2HH gijHH_tdt_2D;
TenseurBB * gradVmoyBB_t_2D_P; Tenseur_ns3BB gradVmoyBB_t_2D;
TenseurBB * gradVmoyBB_tdt_2D_P; Tenseur_ns3BB gradVmoyBB_tdt_2D;
TenseurBB * gradVBB_tdt_2D_P; Tenseur_ns3BB gradVBB_tdt_2D;
double jacobien_tdt_2D;double jacobien_t_2D;double jacobien_0_2D; // pour les jacobiens on considère qu'ils existent toujours
// --//\\-- fin grandeurs particulières pour le cas contraintes planes
// un compteur pour alouer un numéro d'ordre qui tiens lieu de numéro d'élément
static int compteur_simili_num_elemEtPtInteg,max_simili_num_ptinteg;
// un pointeur de loi qui est utilisé lorsque on n'utilise pas de pipe
// en développement ou dans le cas non unix
LoiAbstraiteGeneral* loi_ext;
// codage des METHODES VIRTUELLES protegees:
// 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 <TenseurBB *>& 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 <BaseB> & d_giB_tdt,BaseH& giH_tdt,Tableau <BaseH> & d_giH_tdt
,TenseurBB & epsBB_tdt,Tableau <TenseurBB *>& d_epsBB
,TenseurBB & delta_epsBB,TenseurBB & gijBB_tdt,TenseurHH & gijHH_tdt
,Tableau <TenseurBB *>& d_gijBB_tdt
,Tableau <TenseurHH *>& d_gijHH_tdt,double& jacobien_0,double& jacobien
,Vecteur& d_jacobien_tdt,TenseurHH& sigHH,Tableau <TenseurHH *>& 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
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) ; //= 0;
// 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<Ddl_etendu>* exclure_dd_etend
,const List_io<const TypeQuelconque *>* exclure_Q
) {};
// fonction interne utilisée par les classes dérivées de Loi_comp_abstraite
// pour répercuter les modifications de la température
// ici utiliser pour modifier la température des lois élémentaires
// l'Enum_dure: indique quel est la température courante : 0 t ou tdt
void RepercuteChangeTemperature(Enum_dure temps);
//--- méthodes internes
// passage des grandeurs métriques de l'ordre 2 à 3: cas implicite
void Passage_metrique_ordre2_vers_3(const Met_abstraite::Umat_cont& ex);
// fonction de travail
static int Choix_dim(Enum_comp enu);
// calcul des modules de compressibilité et de cisaillement
// en fonction des résultats de l'umat
void Calcul_compressibilite_cisaillement(const Met_abstraite::Umat_cont& ex
,double & module_compressibilite,double & module_cisaillement);
};
#endif