420 lines
18 KiB
C++
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C++
// FICHIER : PoutSimple1.h
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// CLASSE : PoutSimple1
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// This file is part of the Herezh++ application.
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//
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// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
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// of mechanics for large transformations of solid structures.
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// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
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// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
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//
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// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
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//
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// Copyright (C) 1997-2022 Université Bretagne Sud (France)
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// AUTHOR : Gérard Rio
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// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
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//
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// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
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// it under the terms of the GNU General Public License as published by
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// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
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// or (at your option) any later version.
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//
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// This program is distributed in the hope that it will be useful,
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// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
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// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
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// See the GNU General Public License for more details.
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//
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// You should have received a copy of the GNU General Public License
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// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
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//
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// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
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/************************************************************************
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* DATE: 23/01/97 *
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* $ *
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* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
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* $ *
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* PROJET: Herezh++ *
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* $ *
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************************************************************************
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* BUT: // La classe PoutSimple1 permet de declarer des elements *
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* de flexion très simple, qui à priori, sont prévus pour fonctionner *
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* seul, c'est à dire un seul élément, ceci pour tester le flambage . *
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* La classe permet de realiser le calcul du residu local et de la *
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* raideur locale pour une loi de comportement donnee. La dimension de *
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* l'espace de référence pour un tel element est 1, celle de l'espace *
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* physique est uniquement 2. Les déplacements prévus sont U dans l'axe*
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* et W transversalement. *
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* La section de la poutre est rectangulaire, épaisseur x largeur. *
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* *
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* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
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* VERIFICATION: *
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* *
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* ! date ! auteur ! but ! *
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* ------------------------------------------------------------ *
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* ! ! ! ! *
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* $ *
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* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
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* MODIFICATIONS: *
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* ! date ! auteur ! but ! *
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* ------------------------------------------------------------ *
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|
* $ *
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************************************************************************/
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// -----------classe pour un calcul de mecanique---------
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#ifndef POUTSIMPLE1_H
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#define POUTSIMPLE1_H
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#include "ParaGlob.h"
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#include "ElemMeca.h"
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//#include "Loi_comp_abstraite.h"
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#include "Met_abstraite.h"
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#include "Met_pout2D.h"
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#include "Noeud.h"
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#include "UtilLecture.h"
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#include "ElFrontiere.h"
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#include "GeomSeg.h"
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#include "PiPoCo.h"
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#include "ParaAlgoControle.h"
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#include "FrontSegLine.h"
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class ConstrucElementbiel;
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/// @addtogroup groupe_des_elements_finis
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/// @{
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///
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class PoutSimple1 : public PiPoCo
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{
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public :
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// CONSTRUCTEURS :
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// Constructeur par defaut
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PoutSimple1 ();
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// Constructeur fonction de la hauteur, la largeur et eventuellement d'un numero
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// d'identification
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PoutSimple1 (double epais,double larg,int num_mail=0,int num_id=-3);
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// Constructeur fonction d'un numero de maillage et d'identification
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PoutSimple1 (int num_mail,int num_id);
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// Constructeur fonction de la hauteur, la largeur, d'un numero d'identification,
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// du tableau de connexite des noeuds
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PoutSimple1 (double epais,double larg,int num_mail,int num_id,const Tableau<Noeud *>& tab);
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// Constructeur de copie
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PoutSimple1 (const PoutSimple1& biel);
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// DESTRUCTEUR :
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~PoutSimple1 ();
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// création d'un élément de copie: utilisation de l'opérateur new et du constructeur de copie
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// méthode virtuelle
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Element* Nevez_copie() const { Element * el= new PoutSimple1(*this); return el;};
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// Surcharge de l'operateur = : realise l'egalite entre deux instances de PoutSimple1
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PoutSimple1& operator= (PoutSimple1& pout);
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// METHODES :
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// 1) derivant des virtuelles pures
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// Lecture des donnees de la classe sur fichier
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void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture *,Tableau<Noeud *> * );
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// affichage d'info en fonction de ordre
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// ordre = "commande" : affichage d'un exemple d'entree pour l'élément
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void Info_com_Element(UtilLecture * entreePrinc,string& ordre,Tableau<Noeud *> * tabMaillageNoeud)
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{ return Element::Info_com_El(2,entreePrinc,ordre,tabMaillageNoeud);};
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// Calcul du residu local et de la raideur locale,
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// pour le schema implicite
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Element::ResRaid Calcul_implicit (const ParaAlgoControle & pa);
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// Calcul du residu local a t
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// pour le schema explicit par exemple
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Vecteur* CalculResidu_t (const ParaAlgoControle & pa)
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{ return PoutSimple1::CalculResidu(false,pa);};
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// Calcul du residu local a tdt
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|
// pour le schema explicit par exemple
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Vecteur* CalculResidu_tdt (const ParaAlgoControle & pa)
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|
{ return PoutSimple1::CalculResidu(true,pa);};
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// Calcul de la matrice masse pour l'élément
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Mat_pleine * CalculMatriceMasse (Enum_calcul_masse id_calcul_masse) ;
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// --------- calcul dynamique ---------
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// calcul de la longueur d'arrête de l'élément minimal
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// divisé par la célérité la plus rapide dans le matériau
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double Long_arrete_mini_sur_c(Enum_dure temps)
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{ return ElemMeca::Interne_Long_arrete_mini_sur_c(temps);};
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// retourne les tableaux de ddl associés aux noeuds, gere par l'element
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// ce tableau et specifique a l'element
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const DdlElement & TableauDdl() const ;
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// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t+dt vers t
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void TdtversT();
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|
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t vers tdt
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void TversTdt();
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// Libere la place occupee par le residu et eventuellement la raideur
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// par l'appel de Libere de la classe mere et libere les differents tenseurs
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// intermediaires cree pour le calcul et les grandeurs pointee
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// de la raideur et du residu
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void Libere ();
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// acquisition d'une loi de comportement
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void DefLoi (LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi);
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// test si l'element est complet
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// = 1 tout est ok, =0 element incomplet
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int TestComplet();
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// procesure permettant de completer l'element apres
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// sa creation avec les donnees du bloc transmis
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// peut etre appeler plusieurs fois
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Element* Complete(BlocGen & bloc,LesFonctions_nD* lesFonctionsnD);
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// Compléter pour la mise en place de la gestion de l'hourglass
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Element* Complet_Hourglass(LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi, const BlocGen & bloc) {return this;};
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// ramene l'element geometrique
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ElemGeomC0& ElementGeometrique() const { return doCoPS1->segmentL;};
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// ramene l'element geometrique en constant
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const ElemGeomC0& ElementGeometrique_const() const { return doCoPS1->segmentL;};
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// calcul d'un point dans l'élément réel en fonction des coordonnées dans l'élément de référence associé
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// temps: indique si l'on veut les coordonnées à t = 0, ou t ou tdt
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// 1) cas où l'on utilise la place passée en argument
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Coordonnee & Point_physique(const Coordonnee& c_int,Coordonnee & co,Enum_dure temps);
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// 3) cas où l'on veut les coordonnées aux trois temps
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void Point_physique(const Coordonnee& c_int,Tableau <Coordonnee> & t_co);
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// affichage dans la sortie transmise, des variables duales "nom"
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// dans le cas ou nom est vide, affichage de "toute" les variables
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void AfficheVarDual(ofstream& sort, Tableau<string>& nom);
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//============= lecture écriture dans base info ==========
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// cas donne le niveau de la récupération
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// = 1 : on récupère tout
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// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
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void Lecture_base_info
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(ifstream& ent,const Tableau<Noeud *> * tabMaillageNoeud,const int cas) ;
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// cas donne le niveau de sauvegarde
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|
// = 1 : on sauvegarde tout
|
|
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
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void Ecriture_base_info(ofstream& sort,const int cas) ;
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// définition du nombre maxi de point d'intégration dans l'épaisseur
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inline int Nb_pt_int_epai()
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{ return doCoPS1->segmentL.Nbi();};
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// définition du nombre maxi de point d'intégration sur la surface ou
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// dans l'axe de la poutre
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inline int Nb_pt_int_surf()
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{ return doCoPS1->segmentH.Nbi();};
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// récupération de l'épaisseur
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inline double H()
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|
{ return donnee_specif.epaisseur;};
|
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// --------- calculs utils dans le cadre de la recherche du flambement linéaire
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|
// Calcul de la matrice géométrique et initiale
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ElemMeca::MatGeomInit MatricesGeometrique_Et_Initiale (const ParaAlgoControle & pa) ;
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|
// inactive les ddl du problème primaire de mécanique
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inline void Inactive_ddl_primaire()
|
|
{ElemMeca::Inact_ddl_primaire(doCoPS1->tab_ddl);};
|
|
// active les ddl du problème primaire de mécanique
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|
inline void Active_ddl_primaire()
|
|
{ElemMeca::Act_ddl_primaire(doCoPS1->tab_ddl);};
|
|
// ajout des ddl de contraintes pour les noeuds de l'élément
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|
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
|
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inline void Active_premier_ddl_Sigma()
|
|
{ElemMeca::Act_premier_ddl_Sigma();};
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// lecture de données diverses sur le flot d'entrée
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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
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|
bool ContraintesAbsolues(Tableau <Vecteur>& 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; }
|
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// ========= définition et/ou construction des frontières ===============
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// Calcul des frontieres de l'element
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// creation des elements frontieres et retour du tableau de ces elements
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// la création n'a lieu qu'au premier appel
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// ou lorsque l'on force le paramètre force a true
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|
// dans ce dernier cas seul les frontière effacées sont recréée
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Tableau <ElFrontiere*> const & Frontiere(bool force = false);
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// Retourne la section de l'element
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double Section (Enum_dure , const Coordonnee& )
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{ return donnee_specif.epaisseur * donnee_specif.largeur; };
|
|
// ramène la section moyenne de l'élément (indépendante du point)
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|
double SectionMoyenne(Enum_dure )
|
|
{ return donnee_specif.epaisseur * donnee_specif.largeur; };
|
|
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|
// 2) methodes propres a l'element
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|
// Retourne la largeur de l'element
|
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inline double Largeur ()
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{ return donnee_specif.largeur; };
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// Retourne la hauteur de l'element
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|
inline double Hauteur ()
|
|
{ return donnee_specif.epaisseur; };
|
|
// les coordonnees des points d'integration dans l'epaisseur
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inline double KSIepais(int i) { return doCoPS1->segmentH.KSI(i);};
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|
// ajout du tableau specific de ddl des noeuds de la poutre
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|
// la procedure met a jour les ddl(relatif a l'element, c-a-d Xi)
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// des noeuds constituants l'element
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void ConstTabDdl();
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protected:
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|
// ==== >>>> methodes virtuelles dérivant d'ElemMeca ============
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|
// ramene la dimension des tenseurs contraintes et déformations de l'élément
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int Dim_sig_eps() const {return 1;};
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|
// -------------------- calcul de frontières en protected -------------------
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// --- fonction nécessaire pour la construction des Frontières linéiques ou surfaciques particulière à l'élément
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|
// adressage des frontières linéiques et surfacique
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// définit dans les classes dérivées, et utilisées pour la construction des frontières
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|
virtual ElFrontiere* new_frontiere_lin(int ,Tableau <Noeud *> & tab, DdlElement& ddelem)
|
|
{ return ((ElFrontiere*) (new FrontSegLine(tab,ddelem)));};
|
|
virtual ElFrontiere* new_frontiere_surf(int ,Tableau <Noeud *> & tab, DdlElement& ddelem)
|
|
{return NULL;} // il n'y a pas de surface possible
|
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private :
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// VARIABLES PRIVEES :
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|
// les données spécifiques sont grouppées dans une structure pour sécuriser
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|
// le passage de paramètre dans init par exemple
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class Donnee_specif{ public :
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|
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 <TenseurBB *> d_epsBB; // place de travail pour la variation des def
|
|
static Tableau <TenseurHH *> d_sigHH; // place pour la variation des contraintes
|
|
|
|
class DonnCommunPS1
|
|
{ public :
|
|
DonnCommunPS1 (GeomSeg& segL,GeomSeg& segH,DdlElement& tab,
|
|
Met_Pout2D& met_bie,
|
|
Tableau <Vecteur *> & 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 <TenseurBB *> > d2_epsBB; // variation seconde des déformations
|
|
// calcul d'erreur
|
|
DdlElement tab_ddlErr; // tableau des degres servant pour le calcul
|
|
// d'erreur : contraintes
|
|
|
|
Tableau <Vecteur *> 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 <Vecteur> 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
|
|
|
|
|
|
|
|
|