rio/Herezh_dev
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Herezh_dev/comportement/Hyper_elastique/Poly_hyper3D.h

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C++
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// 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) 1997-2021 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: 30/5/2005 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: La classe Poly_hyper3D permet de calculer la contrainte *
* et ses derivees pour une loi isotrope hyper élastique *
* de type extension de la loi de Mooney Rivlin en 3D *
* sous forme polynomiale, en fonction des memes trois inva- *
* viants que ceux de Mooney Rivlin. *
* Il s'agit d'une classe derivee de la classe Loi_comp_abstraite. *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
#ifndef POLY_HYPER_3D_H
#define POLY_HYPER_3D_H
#include "Courbe1D.h"
#include "MathUtil.h"
#include "Hyper_W_gene_3D.h"
/// @addtogroup Les_lois_hyperelastiques
/// @{
///
class Poly_hyper3D : public Hyper_W_gene_3D
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// Constructeur par defaut
Poly_hyper3D ();
// Constructeur de copie
Poly_hyper3D (const Poly_hyper3D& loi) ;
// DESTRUCTEUR :
~Poly_hyper3D ();
// 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();
//----- 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(ifstream& 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(ofstream& sort,const int cas);
// calcul d'un module d'young équivalent à la loi,
// c'est sans doute complètement débile mais c'est pour pouvoir avancer !!
double Module_young_equivalent(Enum_dure ,const Deformation & ,SaveResul * ) {return 6.* Cij(1)(2);};
// 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 {return ConstMath::tresgrand;};
// création d'une loi à l'identique et ramène un pointeur sur la loi créée
Loi_comp_abstraite* Nouvelle_loi_identique() const { return (new Poly_hyper3D(*this)); };
// affichage et definition interactive des commandes particulières à chaques lois
void Info_commande_LoisDeComp(UtilLecture& lec);
protected :
// donnée de la loi
double K; // le module de compressibilité
// on utilise des tableaux de tableaux car les dimensions des sous tableaux sont toutes différentes
Tableau <Tableau <double> > Cij; // Cij(i)(j) : contiend les coefficients du polynome tel que:
// Ckl : est stocké dans Cij(l+k)(k+1)
// et Cij(i)(j) : contient C_(j-1)_(i-j+1)
Tableau <Tableau < Courbe1D* > > Cij_temperature; // les courbe éventuelle d'évolution
// des coefficients en fonction de la température
Courbe1D* K_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de K en fonction de la température
int type_pot_vol; // indique le type de potentiel volumique, par défaut 2
bool avec_courbure; // indique s'il y a un potentiel de courbure ou non
double a_courbure; // para a utilisé que dans le cas avec courbure
double r_courbure; // para r utilisé que dans le cas avec courbure
Courbe1D* a_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de a en fonction de la température
Courbe1D* r_temperature; // courbe éventuelle d'évolution de r en fonction de la température
double W_d,W_v; // le potentiel: partie déviatorique, partie sphérique
Vecteur W_r; // dérivées premières du potentiel par rapport aux J_r
double W_d_J1,W_d_J2; // dérivées premières du potentiel déviatoire par rapport aux J_1 et J_2
double W_d_J1_2,W_d_J1_J2,W_d_J2_2; // dérivées secondes
double W_v_J3,W_v_J3J3; // dérivées premières et seconde du potentiel volumique / J3
Tableau2 <double> W_rs; // dérivées secondes du potentiel par rapport aux J_r
// cas éventuel de potentiel additionel de raidissement: variables intermédiaires de passage
double W_c,W_c_J1,W_c_J3,W_c_J1_2,W_c_J3_2,W_c_J1_J3; // potentiel et dérivées 1 et 2
// 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
) {};
private:
// calcul du potentiel et de ses dérivées premières / aux invariants J_r
void Potentiel_et_var(double & module_compressibilite);
// calcul du potentiel et de ses dérivées premières et secondes / aux invariants J_r
void Potentiel_et_var2(double & module_compressibilite);
// calcul de la dérivée numérique de la contrainte
void Cal_dsigma_deps_num (const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
,const double& jacobien_0,const double& jacobien
,Tenseur3HHHH& dSigdepsHHHH);
// calcul de la contrainte avec le minimum de variable de passage, utilisé pour le numérique
void Cal_sigma_pour_num(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
,const double& jacobien_0,const double& jacobien,TenseurHH & sigHH_);
// idem avec la variation
void Cal_sigmaEtDer_pour_num(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
,const double& jacobien_0,const double& jacobien
,TenseurHH & sigHH_,Tenseur3HHHH& dSigdepsHHHH);
// calcul de puissances particulières, utilisées dans le calcul du potentiel
// notemment pour les dérivées du potentielles, on a des exposents nulles
// en fait cela signifie que la dérivée est nulle, adapte donc le calcul
inline double PuissPoten(double a,const int n)
{ if (n >=1) {return PUISSN(a,n);} // cas normal
else if (n==1) {return a;} // cas simple
else if (n==0) {return 1.;} // cas exposent nul
else {return 0.;}; // cas négatif, on met à 0
};
};
/// @} // end of group
#endif
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