Herezh_dev/Elements/Mecanique/ElemPoint/UmatAbaqus.h
2023-05-03 17:23:49 +02:00

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16 KiB
C++

// 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.
//
// 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 <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
/************************************************************************
* DATE: 25/02/2005 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: échange de structures de données: fortran Umat -> C++ *
* La classe est principalement de type conteneur avec *
* accés directe aux informations. *
* NB: on reste systématiquement en 3D, car cela permet de stocker *
* toutes les informations: par exemple en CP, il nous faut *
* epsilon33, et en CP2, il nous faudrait eps33 et 22 *
* *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
#ifndef UMAT_ABAQUS_H
#define UMAT_ABAQUS_H
#include "Tenseur.h"
#include "Vecteur.h"
#include "TenseurQ.h"
#include <string.h>
#include <string>
#include "ParaGlob.h"
#include "Tableau2_T.h"
#include "PtIntegMecaInterne.h"
// définition d'une union qui lie les réels, les entiers et les caractères
union Tab_car_double_int
{ char tampon[928];
double x[116];
int n[232];
} ;
class UmatAbaqus
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// par défaut
UmatAbaqus(int dimension_espace = 3, int nb_vecteur = 3);
// constructeur de copie
UmatAbaqus(const UmatAbaqus& a);
// DESTRUCTEUR :
~UmatAbaqus();
// METHODES PUBLIQUES :
// Surcharge de l'operateur =
UmatAbaqus& operator= (UmatAbaqus& a);
// >>>>>> 1) >>>>>> contexte: utilisation d'herezh comme umat
// si utilisation_umat_interne: alors il n'y a pas d'utilisation des pipes
// tout se passe en interne
// lecture des données Umat
void LectureDonneesUmat(bool utilisation_umat_interne,const int niveau);
// écriture des données Umat
void EcritureDonneesUmat(bool utilisation_umat_interne,const int niveau);
// <<<<<< 2) <<<<<< contexte: utilisation par herezh d'une umat extérieure
// écriture des données pour l'umat
void EcritureDonneesPourUmat(bool utilisation_umat_interne,const int niveau);
// Puis lecture des résultats de l'umat
void LectureResultatUmat(bool utilisation_umat_interne,const int niveau);
// changement du nom des pipes
void Change_nom_pipe_envoi(const string& env) {envoi=env;};
void Change_nom_pipe_reception(const string& recep) {reception=recep;};
// initialisation des données d'entrée tous à zéro
// sauf: nom_materiau: qui reste inchangé
// giB_t et BaseB: qui sont initialisée à une base absolue identité
// pnewdt: très grand
// sinon on a:
// *eps_meca, *delta_eps_meca : nulles, temps_t=0, temps_tdt et delta_t=0;
// temper_t et delta_temper: nulles,
// pas de variables aux noeuds, pas de proprietes_materiau
// coordonnées à 0,
// longueur caractéristique=0,
// et tous les indices=0:
// nb_elem nb_pt_integ nb_du_plis nb_pt_dans_le_plis nb_step nb_increment
void Init_zero();
// initialisation des données d'entrée à un démarrage correcte
// *t_sigma=0, v_statev de taille nulle, les énergies nulles, pnewdt très grand
// *eps_meca, *delta_eps_meca : nulles, temps_t=0, temps_tdt et delta_t=1;
// temper_t et delta_temper: nulles,
// pas de variables aux noeuds, pas de proprietes_materiau
// coordonnées à 0, matrice de rotation identité
// longueur caractéristique=1, giB_t et giB_tdt: base identité en absolue
// et tous les indices=1:
// nb_elem nb_pt_integ nb_du_plis nb_pt_dans_le_plis nb_step nb_increment
// par défaut la dimension des tenseurs est 3, mais pour les CP par exemple
// la dimension réelle utilisée est 2
// de même pour nb_reel_tau_ij qui indique le nombre de contrainte de cisaillement
// réellement utilisé: qui en CP = 1
void Init_un(int dim_reel_tens = 3,int nb_reel_tau_ij=3);
// transfert de l'Umat vers le point d'intégration à t
void Transfert_Umat_ptInteg_t(PtIntegMecaInterne& ptIntegMeca);
// transfert de l'Umat vers le point d'intégration à tdt
void Transfert_Umat_ptInteg_tdt(PtIntegMecaInterne& ptIntegMeca);
// affichage en fonction d'un niveau
void Affiche(ofstream& sort,const int niveau);
//----- 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(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);
// --------------------------------------------------------------------------------
// --- conteneur VARIABLES PUBLIQUES --------
// --------------------------------------------------------------------------------
TenseurHH* t_sigma; // contrainte: en entrée à t, puis en sortie à tdt
Vecteur v_statev; // variables d'état attaché, en entrée à t en sortie doivent être mise à tdt
TenseurHHHH* d_sigma_deps; // variation de sigma par rapport aux déformations
double energie_elastique; // différentes énergie: en entrée à t, en sortie
double dissipation_plastique; double dissipation_visqueuse; // à tdt
double ener_therm_vol_par_utemps; // énergie thermique volumique générée par
// le travail mécanique, par unité de temps
TenseurHH* d_sigma_d_tempera; //variation de sigma par rapport à la thermique
TenseurHH* d_ener_therm_vol_deps; // variation de l'énergie thermique générée
// par rapport à la déformation
double d_ener_therm_dtemper; // variation de l'énergie thermique générée
// par rapport à la température
// -- variables qui peuvent être updated
double pnewdt; // pilotage de delta t: delta_t_new *= pnewdt;
// en entrée pnewdt est initilaisée à une grande valeur
// si l'on veut diminuer le pas de temps-> on met en sortie pnewdt < 1
// -- variables passées pour information
TenseurBB* eps_meca; // déformation mécanique
TenseurBB* delta_eps_meca; // incrément de déformation mécanique
double temps_t; double temps_tdt; // temps
double delta_t; // incrément de temps
double temper_t; // température initiale à t
double delta_temper;// incrément de température
Vecteur ddlNoeA_ptinteg; // variables aux noeuds interpolées au point
Vecteur delta_ddlNoeA_ptinteg; // incréments des variables aux noeuds interpolées
string nom_materiau; // nom du matériau
int dim_tens; // nombre de sigma_ii
int nb_tau_ij; // nombre de sigma_ij avec i différent de j
int nb_ij_tenseur; // nombre de composantes du tableau stress
int nb_variables_etat; // nombre de variables d'état attaché
Vecteur proprietes_materiau; // propriétées du matériau;
int nb_proprietes_materiau; // nombre de propriétés du matériau
Coordonnee coor_pt; // coordonnee du point en absolue pour abaqus
Mat_pleine mat_corota; // matrice de rotation du corotationnelle
double longueur_characteristique;
BaseB giB_t; // base naturelle à t
BaseB giB_tdt; // base natuelle à tdt
int nb_elem; // numéro de l'élément
int nb_pt_integ; // numéro du point d'intégration
int nb_du_plis; // numéro du plis pour les multicouches
int nb_pt_dans_le_plis; // numéro du point dans le plis
int nb_step; // numéro du step
int nb_increment; // numéro de l'incrément
// --- vecteur normal dans le cas CP
CoordonneeB N_t,N_tdt;
// --------------------------------------------------------------------------------
// --- fin conteneur VARIABLES PUBLIQUES --------
// --------------------------------------------------------------------------------
private :
// VARIABLES PROTEGEES :
// -- variables devant être définies
double* STRESS; // TenseurHH* t_sigma; // contrainte: en entrée à t, puis en sortie à tdt
double* STATEV; // Vecteur v_statev; // variables d'état attaché, en entrée à t
// en sortie doivent être mise à tdt
double * DDSDDE; // TenseurHHBB* d_sigma_deps; // variation de sigma par rapport aux déformations
double* SSE,* SPD,* SCD; // double energie_elastique; // différentes énergie: en entrée à t, en sortie
// double dissipation_plastique; double dissipation_visqueuse; // à tdt
double* RPL; // double ener_therm_vol_par_utemps; // énergie thermique volumique générée par
// le travail mécanique, par unité de temps
double* DDSDDT; // TenseurHH* d_sigma_d_tempera; //variation de sigma par rapport à la thermique
double* DRPLDE; // TenseurHH* d_ener_therm_vol_deps; // variation de l'énergie thermique générée
// par rapport à la déformation
double* DRPLDT; // double d_ener_therm_dtemper; // variation de l'énergie thermique générée
// par rapport à la température
// -- variables qui peuvent être updated
double* PNEWDT; // double pnewdt; // pilotage de delta t: delta_t_new *= pnewdt;
// en entrée pnewdt est initilaisée à une grande valeur
// si l'on veut diminuer le pas de temps-> on met en sortie pnewdt < 1
// -- variables passées pour information
double* STRAN; // TenseurBB* eps_meca; // déformation mécanique
double* DSTRAN; // TenseurBB* delta_eps_meca; // incrément de déformation mécanique
double* TIME; // step time (ne sert pas pour herezh) puis double temps_t; // temps
double* DTIME; // double delta_t; // incrément de temps
double* TemP; // double temper; // température initiale à t
double* DTEMP; // double delta_temper;// incrément de température
double* PREDEF; // Vecteur ddlNoeA_ptinteg; // variables aux noeuds interpolées au point
double* DPRED; // Vecteur delta_ddlNoeA_ptinteg; // incréments des variables aux noeuds interpolées
char* CMNAME; // string nom_materiau; // nom du matériau
int* NDI; // int dim_tens; // nombre de sigma_ii
int* NSHR; // int nb_tau_ij; // nombre de sigma_ij avec i différent de j
int* NTENS; // int nb_ij_tenseur; // nombre de composantes du tableau stress
int* NSTATV; // int nb_variables_etat; // nombre de variables d'état attaché
double* PROPS; // Vecteur proprietes_materiau; // propriétées du matériau;
int* NPROPS; // int nb_proprietes_materiau; // nombre de propriétés du matériau
double* COORDS; // Coordonnee coor_pt; // coordonnee du point
double* DROT; // Mat_pleine mat_corota; // matrice de rotation du corotationnelle
double* CELENT; // double longueur_characteristique;
double* DFGRD0; // BaseB giB_t; // base naturelle à t
double* DFGRD1; // BaseB giB_tdt; // base natuelle à tdt
int* NOEL; // int nb_elem; // numéro de l'élément
int* NPT; // int nb_pt_integ; // numéro du point d'intégration
int* LAYER; // int nb_du_plis; // numéro du plis pour les multicouches
int* KSPT; // int nb_pt_dans_le_plis; // numéro du point dans le plis
int* KSTEP; // int nb_step; // numéro du step
int* KINC; // int nb_increment; // numéro de l'incrément
// -- variables pour les tubes nommés ----------
// nom du tube nommé pour l'envoi des données
string envoi;
// nom du tube nommé pour la reception des données
string reception;
int passage; // test pour nombre de passage dans l'appel
Tab_car_double_int t_car_x_n; // tableau de caractères, réels et entiers
// --- gestion d'index 3D classique ----
class ChangementIndex
{ public:
ChangementIndex();
// passage pour les index de la forme vecteur à la forme i,j
Tableau <int> idx_i,idx_j;
// passage pour les index de la forme i,j à la forme vecteur
Tableau2 <int> odVect;
};
static const ChangementIndex cdex;
// // --- gestion d'index 2D CP en 3D ----
class ChangementIndexCP
{ public:
ChangementIndexCP();
// passage pour les index de la forme vecteur à la forme i,j
Tableau <int> idx_i,idx_j;
// passage pour les index de la forme i,j à la forme vecteur
Tableau2 <int> odVect;
};
static const ChangementIndexCP cdexCP;
// METHODES PROTEGEES :
// 1)-- utilisation en tant qu'umat
// copie des grandeurs évoluées dans les grandeurs de base
// uniquement celles qui varient
void Copie_evolue_vers_base(const int niveau);
// copie des grandeurs de base vers les grandeurs évoluées
// uniquement les grandeurs d'entrée (supposées à lire)
void Copie_base_vers_evolue(const int niveau);
// 2) -- utilisation en tant qu'utilisation d 'une umat extérieure
// copie des grandeurs évoluées dans les grandeurs de base
// uniquement celles qui sont des données
void Copie_evolue_vers_base_PourUmat(const int niveau);
// copie des grandeurs de base vers les grandeurs évoluées
// uniquement celles qui sont des résultats
void Copie_base_vers_evolue_PourUmat(const int niveau);
};
#endif