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C++
Executable file
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Executable file
// FICHIER : Projection_anisotrope_3D.h
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// CLASSE : Projection_anisotrope_3D
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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: 11/06/2019 *
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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: *
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* La classe Projection_anisotrope_3D permet de calculer la contrainte *
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* et ses variations pour une loi initialement isotrope 3D puis *
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* ensuite projetée de manière anisotrope en 3D dans l'espace réel. *
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* Plusieurs projections sont envisagées. *
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* 1) La première implantée concerne une homotétie des composantes de *
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* contraintes par rapport à un repère particulier orthonormé ce qui *
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* conduit initialement à une loi orthotrope. L'opérateur d'homotétie *
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* est représenté par un tenseur du quatrième ordre, diagonal dans *
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* son repère initiale de définition. Ce repère est donc principal. *
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* Ensuite ce tenseur est convecté matériellement pour prendre en *
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* compte les déplacements solides et les variations d'angles entre *
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* les directions principales du tenseur du 4ième ordre. *
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* $ *
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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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/** @defgroup Les_lois_anisotropes
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*
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* BUT: groupe des lois anisotropes
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*
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*
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* \author Gérard Rio
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* \version 1.0
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* \date 11/06/2019
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* \brief Définition des lois anisotropes
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*
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*/
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#ifndef PROJECTION_ANISOTROPE_3D_H
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#define PROJECTION_ANISOTROPE_3D_H
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#include "Base3D3.h"
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#include "Coordonnee2.h"
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#include "Ponderation.h"
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#include "Loi_comp_abstraite.h"
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#include "Enum_proj_aniso.h"
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#include "TenseurQ3gene.h"
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/// @addtogroup Les_lois_anisotropes
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/// @{
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///
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class Projection_anisotrope_3D : public Loi_comp_abstraite
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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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Projection_anisotrope_3D ();
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// Constructeur de copie
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Projection_anisotrope_3D (const Projection_anisotrope_3D& loi) ;
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// DESTRUCTEUR :
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~Projection_anisotrope_3D ();
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// initialise les donnees particulieres a l'elements
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// de matiere traite ( c-a-dire au pt calcule)
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// Il y a creation d'une instance de SaveResul particuliere
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// a la loi concernee
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// la SaveResul classe est remplie par les instances heritantes
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// le pointeur de SaveResul est sauvegarde au niveau de l'element
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// c'a-d que les info particulieres au point considere sont stocke
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// au niveau de l'element et non de la loi.
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class SaveResulProjection_anisotrope_3D: public SaveResul
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{ public :
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SaveResulProjection_anisotrope_3D(); // constructeur par défaut (a ne pas utiliser)
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// le constructeur courant
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SaveResulProjection_anisotrope_3D(SaveResul* l_SaveResul,TenseurHH* l_siHH
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,TenseurHH* l_siHH_t
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,EnergieMeca l_energ_,EnergieMeca l_energ_t_
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,bool avec_ponderation);
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SaveResulProjection_anisotrope_3D(const SaveResulProjection_anisotrope_3D& sav); // de copie
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virtual ~SaveResulProjection_anisotrope_3D(); // destructeur
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// définition d'une nouvelle instance identique
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// appelle du constructeur via new
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SaveResul * Nevez_SaveResul() const{return (new SaveResulProjection_anisotrope_3D(*this));};
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// affectation
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virtual SaveResul & operator = ( const SaveResul & a);
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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 (ifstream& ent,const int cas);
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// cas donne le niveau de sauvegarde
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// = 1 : on sauvegarde tout
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// = 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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// mise à jour des informations transitoires
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void TdtversT();
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void TversTdt();
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// affichage à l'écran des infos
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void Affiche() const;
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//changement de base de toutes les grandeurs internes tensorielles stockées
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// beta(i,j) represente les coordonnees de la nouvelle base naturelle gpB dans l'ancienne gB
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// gpB(i) = beta(i,j) * gB(j), i indice de ligne, j indice de colonne
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// gpH(i) = gamma(i,j) * gH(j)
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virtual void ChBase_des_grandeurs(const Mat_pleine& beta,const Mat_pleine& gamma);
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// procedure permettant de completer éventuellement les données particulières
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// de la loi stockées
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// au niveau du point d'intégration par exemple: exemple: un repère d'anisotropie
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// completer est appelé apres sa creation avec les donnees du bloc transmis
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// peut etre appeler plusieurs fois
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SaveResul* Complete_SaveResul(const BlocGen & bloc, const Tableau <Coordonnee>& tab_coor
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,const Loi_comp_abstraite* loi);
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// ---- méthodes spécifiques
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// initialise les informations de travail concernant le pas de temps en cours
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void Init_debut_calcul();
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//-------------------------------------------------------------------
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// données
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//-------------------------------------------------------------------
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// - partie repère d'orthotropie
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// 1) le repère lui-même
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// soit O_B est non nul et O_H est NULL
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// soit l'inverse,
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// c'est celui qui est non nul, qui indique le type de convection
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BaseB * O_B; // définit éventuellement les coordonnées covariante
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// convectées donc fixes, de O, dans gi_H_tdt
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BaseH * O_H; // définit éventuellement les coordonnées contravariante
|
|
// convectées donc fixes, de O, dans gi_B_tdt
|
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// 2) le repère obtenu par convection -> O', exprimé
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BaseH Op_H,Op_H_t; // définit les coordonnées contravariante
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// de la base transportée
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// 2) les tenseurs intermédiaires
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TenseurHH* eps_loc_HH; // def local dans le repère O'_a
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TenseurHH* sig_loc_HH; // contrainte local dans le repère O'_a
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// les 6 paramètres de la loi dans l'ordre suivant
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// double A1,A2,A3,B12,B13,B23; // paramètres de la loi
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Vecteur *para_loi;
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// données protégées
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// les données protégées de la loi interne
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SaveResul* SaveResul_interne;
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// les contraintes initiales particulières de la loi
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TenseurHH* l_sigoHH,* l_sigoHH_t; // valeur courante, et valeur sauvegardée au pas précédent
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// énergies pour la loi interne
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EnergieMeca l_energ,l_energ_t; // valeur courante, et valeur sauvegardée au pas précédent
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// fonctions de pondération
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double f_ponder,f_ponder_t; // le résultat des fonctions de pondérations
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// = 1 si pas de pondération
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};
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SaveResul * New_et_Initialise();
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friend class SaveResulProjection_anisotrope_3D;
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// Lecture des donnees de la classe sur fichier
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void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture * ,LesCourbes1D& lesCourbes1D
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,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD);
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// affichage de la loi
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void Affiche() const ;
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// test si la loi est complete
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// = 1 tout est ok, =0 loi incomplete
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int TestComplet();
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// calcul d'un module d'young équivalent à la loi, ceci pour un
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// chargement nul
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double Module_young_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & ,SaveResul * saveResul);
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// récupération d'un module de compressibilité équivalent à la loi pour un chargement non nul
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// il s'agit ici de la relation -pression = sigma_trace/3. = module de compressibilité * I_eps
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double Module_compressibilite_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & def,SaveResul * saveResul);
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// récupération de la variation relative d'épaisseur calculée: h/h0
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// cette variation n'est utile que pour des lois en contraintes planes
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// - pour les lois 3D : retour d'un nombre très grand, indiquant que cette fonction est invalide
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// - pour les lois 2D def planes: retour de 0
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// les infos nécessaires à la récupération , sont stockées dans saveResul
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// qui est le conteneur spécifique au point où a été calculé la loi
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virtual double HsurH0(SaveResul * saveResul) const {return ConstMath::tresgrand;};
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// activation des données des noeuds et/ou elements nécessaires au fonctionnement de la loi
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// exemple: mise en service des ddl de température aux noeuds
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virtual void Activation_donnees(Tableau<Noeud *>& tabnoeud,bool dilatation,LesPtIntegMecaInterne& lesPtMecaInt);
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// récupération des grandeurs particulière (hors ddl )
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// correspondant à liTQ
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// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
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virtual void Grandeur_particuliere
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(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ,Loi_comp_abstraite::SaveResul * saveDon,list<int>&) const;
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// récupération de la liste de tous les grandeurs particulières
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// ces grandeurs sont ajoutées à la liste passées en paramètres
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// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
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virtual void ListeGrandeurs_particulieres(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ) const;
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// création d'une loi à l'identique et ramène un pointeur sur la loi créée
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Loi_comp_abstraite* Nouvelle_loi_identique() const { return (new Projection_anisotrope_3D(*this)); };
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// indique le type Enum_comp_3D_CP_DP_1D correspondant à une loi de comportement
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// la fonction est simple dans le cas d'une loi basique, par contre dans le cas
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// d'une loi combinée, la réponse dépend des lois internes donc c'est redéfini
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// dans les classes dérivées
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virtual Enum_comp_3D_CP_DP_1D Comportement_3D_CP_DP_1D();
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//----- lecture écriture de restart -----
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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_loi(ifstream& ent,const int cas,LesReferences& lesRef,LesCourbes1D& lesCourbes1D
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,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD);
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// cas donne le niveau de sauvegarde
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// = 1 : on sauvegarde tout
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// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
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void Ecriture_base_info_loi(ofstream& sort,const int cas);
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// affichage et definition interactive des commandes particulières à chaques lois
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void Info_commande_LoisDeComp(UtilLecture& lec);
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// récupe du nom de repère
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const string& NomRepere() const {return nom_repere;};
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// récupe du type de transport
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const int& Type_transport() const {return type_transport;};
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protected :
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Enum_proj_aniso type_projection; // le type de projection de la loi
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// donnees protegees
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//------------ premier type de projection: PROJ_ORTHO ---------
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// - coef de la loi
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double A1,A2,A3,B12,B13,B23; // paramètres de la loi
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Tableau2 <double*> hij; // idem sous forme de tableau
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Tableau <Fonction_nD* > fct_para; // fonction nD éventuelle d'évolution des paramètres
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bool Bll_fct_para; // indicateur pour le cas particulier où il n'y a aucune fct_para
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string nom_repere; // le nom du repère d'anisotropie associé
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|
int cas_calcul; // indique le choix entre différents types de calcul possible
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// = 0 : calcul normal
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// = 1 : calcul seulement déviatorique (la partie sphérique est mise à zéro)
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// = 2 : calcul seulement sphérique (la partie déviatorique est mise à zéro)
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double ratio_inf_module_compressibilite; // indique le ratio mini / au module initial
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Mat_pleine inv_loi; // matrice pour inverser la relation eps_jj = mat * sig_ii
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// type de transport
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int type_transport; // = 0 : par défaut: transport de type contravariant
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// = 1 : transport de type covariant
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BaseB Op_B; // coordonnée de la base de travail : correspond à la base O'_i actuelle exprimée dans g^j
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// correspond au transport de type covariant
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BaseB d_Op_B; // variation du repère: c'est une grandeur de travail
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BaseB pO_B; // les vecteurs O_i non normés: grandeur de travail
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|
BaseH d_Op_H; // idem
|
|
BaseH pO_H; // les vecteurs O_i non normés: grandeur de travail
|
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|
BaseH alpha_H; // coordonnées locales de O_a: O_a = alpha_a^{.i} * g_i
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|
Mat_pleine beta; // matrice de passage de g_i à O'_i: O'_i = beta_i^{.j} * g_i
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|
Mat_pleine gamma; // matrice de passage de g^i à O'^i: O'^i = gamma^i^_{.j} * g^j
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|
Mat_pleine beta_transpose;
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Mat_pleine gamma_transpose;
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Mat_pleine beta_inv; // l'inverse
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// ----- controle de la sortie des informations
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// -> maintenant définit dans LoiAbstraiteGeneral
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// int permet_affichage; // pour permettre un affichage spécifique dans les méthodes,
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|
// pour les erreurs et des warnings
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int sortie_post; // permet de stocker et ensuite d'accéder en post-traitement à certaines données
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// = 0 par défaut,
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// = 1 : on stocke toutes les grandeurs et elles sont disponibles en sortie
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|
// on introduit un certain nombre de tenseur du quatrième ordre, qui vont nous servir pour
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|
// Calcul_dsigma_deps, dans le cas où on n'est pas en orthonormee
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|
Tenseur3HHHH I_x_I_HHHH,I_xbarre_I_HHHH,I_x_eps_HHHH,Ixbarre_eps_HHHH;
|
|
TenseurQ3geneHHHH dsig_ijkl_HHHH; // tenseur de travail pour Calcul_dsigma_deps
|
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|
// cas d'un point d'intégration locale (méthode CalculGrandeurTravail par exemple)
|
|
PtIntegMecaInterne ptintmeca;
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//------------------------------ lois internes --------------------
|
|
// un type énuméré pour faciliter la lecture
|
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enum Enumcompletudecalcul { CONTRAINTE_ET_TANGENT =0, CONTRAINTE_UNIQUEMENT, TANGENT_UNIQUEMENT};
|
|
// donnees protegees
|
|
Loi_comp_abstraite * loi_interne; // la loi constitutive de l'espace de référence
|
|
Enumcompletudecalcul completude_calcul; // pour savoir si on utilise tout ou une partie
|
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|
|
//-- partie optionnelle
|
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// une fonction nD via un objet: Ponderation_TypeQuelconque
|
|
// ici un pointeur nulle indique qu'il n'y a pas de fct
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|
// les grandeurs quelconque sont celles de la loi, elles doivent donc être renseignées
|
|
Ponderation_TypeQuelconque* ponderation_nD_quelconque;
|
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|
// ---- tableau de travail
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Tableau <TenseurHH *> d_sigRef_HH;
|
|
// tenseur du 4ième orde de travail
|
|
TenseurHHHH* d_sigma_deps_inter;
|
|
Tenseur3HHHH d_sig_deps_3D_HHHH;
|
|
Tenseur3HHBB H_HHBB; // le tenseur H dans la base de travail
|
|
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|
// codage des METHODES VIRTUELLES protegees:
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|
// 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) ;
|
|
|
|
// 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);
|
|
|
|
// vérification et préparation de l'acces aux grandeurs locales
|
|
void Verif_et_preparation_acces_grandeurs_locale();
|
|
};
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/// @} // end of group
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#endif
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