444 lines
20 KiB
C++
444 lines
20 KiB
C++
// FICHIER : PoutSimple1.h
|
|
// CLASSE : PoutSimple1
|
|
|
|
// 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: 23/01/97 *
|
|
* $ *
|
|
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
|
|
* $ *
|
|
* PROJET: Herezh++ *
|
|
* $ *
|
|
************************************************************************
|
|
* BUT: // La classe PoutSimple1 permet de declarer des elements *
|
|
* de flexion très simple, qui à priori, sont prévus pour fonctionner *
|
|
* seul, c'est à dire un seul élément, ceci pour tester le flambage . *
|
|
* La classe permet de realiser le calcul du residu local et de la *
|
|
* raideur locale pour une loi de comportement donnee. La dimension de *
|
|
* l'espace de référence pour un tel element est 1, celle de l'espace *
|
|
* physique est uniquement 2. Les déplacements prévus sont U dans l'axe*
|
|
* et W transversalement. *
|
|
* La section de la poutre est rectangulaire, épaisseur x largeur. *
|
|
* *
|
|
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
|
|
* VERIFICATION: *
|
|
* *
|
|
* ! date ! auteur ! but ! *
|
|
* ------------------------------------------------------------ *
|
|
* ! ! ! ! *
|
|
* $ *
|
|
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
|
|
* MODIFICATIONS: *
|
|
* ! date ! auteur ! but ! *
|
|
* ------------------------------------------------------------ *
|
|
* $ *
|
|
************************************************************************/
|
|
// -----------classe pour un calcul de mecanique---------
|
|
|
|
|
|
|
|
#ifndef POUTSIMPLE1_H
|
|
#define POUTSIMPLE1_H
|
|
|
|
#include "ParaGlob.h"
|
|
#include "ElemMeca.h"
|
|
//#include "Loi_comp_abstraite.h"
|
|
#include "Met_abstraite.h"
|
|
#include "Met_pout2D.h"
|
|
#include "Noeud.h"
|
|
#include "UtilLecture.h"
|
|
#include "ElFrontiere.h"
|
|
#include "GeomSeg.h"
|
|
#include "PiPoCo.h"
|
|
#include "ParaAlgoControle.h"
|
|
#include "FrontSegLine.h"
|
|
|
|
class ConstrucElementbiel;
|
|
|
|
/// @addtogroup groupe_des_elements_finis
|
|
/// @{
|
|
///
|
|
|
|
|
|
class PoutSimple1 : public PiPoCo
|
|
{
|
|
|
|
public :
|
|
|
|
// CONSTRUCTEURS :
|
|
// Constructeur par defaut
|
|
PoutSimple1 ();
|
|
|
|
// Constructeur fonction de la hauteur, la largeur et eventuellement d'un numero
|
|
// d'identification
|
|
PoutSimple1 (double epais,double larg,int num_mail=0,int num_id=-3);
|
|
|
|
// Constructeur fonction d'un numero de maillage et d'identification
|
|
PoutSimple1 (int num_mail,int num_id);
|
|
|
|
// Constructeur fonction de la hauteur, la largeur, d'un numero d'identification,
|
|
// du tableau de connexite des noeuds
|
|
PoutSimple1 (double epais,double larg,int num_mail,int num_id,const Tableau<Noeud *>& tab);
|
|
|
|
// Constructeur de copie
|
|
PoutSimple1 (const PoutSimple1& biel);
|
|
|
|
|
|
// DESTRUCTEUR :
|
|
~PoutSimple1 ();
|
|
|
|
// création d'un élément de copie: utilisation de l'opérateur new et du constructeur de copie
|
|
// méthode virtuelle
|
|
Element* Nevez_copie() const { Element * el= new PoutSimple1(*this); return el;};
|
|
|
|
// Surcharge de l'operateur = : realise l'egalite entre deux instances de PoutSimple1
|
|
PoutSimple1& operator= (PoutSimple1& pout);
|
|
|
|
// METHODES :
|
|
// 1) derivant des virtuelles pures
|
|
// Lecture des donnees de la classe sur fichier
|
|
void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture *,Tableau<Noeud *> * );
|
|
|
|
// affichage d'info en fonction de ordre
|
|
// ordre = "commande" : affichage d'un exemple d'entree pour l'élément
|
|
void Info_com_Element(UtilLecture * entreePrinc,string& ordre,Tableau<Noeud *> * tabMaillageNoeud)
|
|
{ return Element::Info_com_El(2,entreePrinc,ordre,tabMaillageNoeud);};
|
|
|
|
// Calcul du residu local et de la raideur locale,
|
|
// pour le schema implicite
|
|
Element::ResRaid Calcul_implicit (const ParaAlgoControle & pa);
|
|
|
|
// Calcul du residu local a t
|
|
// pour le schema explicit par exemple
|
|
Vecteur* CalculResidu_t (const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return PoutSimple1::CalculResidu(false,pa);};
|
|
|
|
// Calcul du residu local a tdt
|
|
// pour le schema explicit par exemple
|
|
Vecteur* CalculResidu_tdt (const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return PoutSimple1::CalculResidu(true,pa);};
|
|
|
|
// Calcul de la matrice masse pour l'élément
|
|
Mat_pleine * CalculMatriceMasse (Enum_calcul_masse id_calcul_masse) ;
|
|
|
|
// --------- calcul dynamique ---------
|
|
// calcul de la longueur d'arrête de l'élément minimal
|
|
// divisé par la célérité la plus rapide dans le matériau
|
|
double Long_arrete_mini_sur_c(Enum_dure temps)
|
|
{ return ElemMeca::Interne_Long_arrete_mini_sur_c(temps);};
|
|
|
|
// retourne les tableaux de ddl associés aux noeuds, gere par l'element
|
|
// ce tableau et specifique a l'element
|
|
const DdlElement & TableauDdl() const ;
|
|
|
|
|
|
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t+dt vers t
|
|
void TdtversT();
|
|
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t vers tdt
|
|
void TversTdt();
|
|
|
|
// Libere la place occupee par le residu et eventuellement la raideur
|
|
// par l'appel de Libere de la classe mere et libere les differents tenseurs
|
|
// intermediaires cree pour le calcul et les grandeurs pointee
|
|
// de la raideur et du residu
|
|
void Libere ();
|
|
|
|
// acquisition d'une loi de comportement
|
|
void DefLoi (LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi);
|
|
|
|
// test si l'element est complet
|
|
// = 1 tout est ok, =0 element incomplet
|
|
int TestComplet();
|
|
|
|
// procesure permettant de completer l'element apres
|
|
// sa creation avec les donnees du bloc transmis
|
|
// peut etre appeler plusieurs fois
|
|
Element* Complete(BlocGen & bloc,LesFonctions_nD* lesFonctionsnD);
|
|
// Compléter pour la mise en place de la gestion de l'hourglass
|
|
Element* Complet_Hourglass(LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi, const BlocGen & bloc) {return this;};
|
|
|
|
// ramene l'element geometrique
|
|
ElemGeomC0& ElementGeometrique() const { return doCoPS1->segmentL;};
|
|
// ramene l'element geometrique en constant
|
|
const ElemGeomC0& ElementGeometrique_const() const { return doCoPS1->segmentL;};
|
|
|
|
// calcul d'un point dans l'élément réel en fonction des coordonnées dans l'élément de référence associé
|
|
// temps: indique si l'on veut les coordonnées à t = 0, ou t ou tdt
|
|
// 1) cas où l'on utilise la place passée en argument
|
|
Coordonnee & Point_physique(const Coordonnee& c_int,Coordonnee & co,Enum_dure temps);
|
|
// 3) cas où l'on veut les coordonnées aux trois temps
|
|
void Point_physique(const Coordonnee& c_int,Tableau <Coordonnee> & t_co);
|
|
|
|
// affichage dans la sortie transmise, des variables duales "nom"
|
|
// dans le cas ou nom est vide, affichage de "toute" les variables
|
|
void AfficheVarDual(ofstream& sort, Tableau<string>& nom);
|
|
|
|
//============= 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
|
|
(ifstream& ent,const Tableau<Noeud *> * tabMaillageNoeud,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) ;
|
|
|
|
// définition du nombre maxi de point d'intégration dans l'épaisseur
|
|
inline int Nb_pt_int_epai()
|
|
{ return doCoPS1->segmentL.Nbi();};
|
|
// définition du nombre maxi de point d'intégration sur la surface ou
|
|
// dans l'axe de la poutre
|
|
inline int Nb_pt_int_surf()
|
|
{ return doCoPS1->segmentH.Nbi();};
|
|
// récupération de l'épaisseur
|
|
inline double H()
|
|
{ return donnee_specif.epaisseur;};
|
|
|
|
// --------- calculs utils dans le cadre de la recherche du flambement linéaire
|
|
// Calcul de la matrice géométrique et initiale
|
|
ElemMeca::MatGeomInit MatricesGeometrique_Et_Initiale (const ParaAlgoControle & pa) ;
|
|
|
|
// inactive les ddl du problème primaire de mécanique
|
|
inline void Inactive_ddl_primaire()
|
|
{ElemMeca::Inact_ddl_primaire(doCoPS1->tab_ddl);};
|
|
// active les ddl du problème primaire de mécanique
|
|
inline void Active_ddl_primaire()
|
|
{ElemMeca::Act_ddl_primaire(doCoPS1->tab_ddl);};
|
|
// ajout des ddl de contraintes pour les noeuds de l'élément
|
|
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
|
|
inline void Active_premier_ddl_Sigma()
|
|
{ElemMeca::Act_premier_ddl_Sigma();};
|
|
|
|
// lecture de données diverses sur le flot d'entrée
|
|
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
|
|
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; }
|
|
|
|
// ========= définition et/ou construction des frontières ===============
|
|
|
|
// Calcul des frontieres de l'element
|
|
// creation des elements frontieres et retour du tableau de ces elements
|
|
// la création n'a lieu qu'au premier appel
|
|
// ou lorsque l'on force le paramètre force a true
|
|
// dans ce dernier cas seul les frontière effacées sont recréée
|
|
Tableau <ElFrontiere*> const & Frontiere(bool force = false);
|
|
|
|
// ramène la frontière point
|
|
// éventuellement création des frontieres points de l'element et stockage dans l'element
|
|
// si c'est la première fois sinon il y a seulement retour de l'elements
|
|
// a moins que le paramètre force est mis a true
|
|
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
|
|
// num indique le numéro du point à créer (numérotation EF)
|
|
// ElFrontiere* const Frontiere_points(int num,bool force = false);
|
|
|
|
// ramène la frontière linéique
|
|
// éventuellement création des frontieres linéique de l'element et stockage dans l'element
|
|
// si c'est la première fois et en 3D sinon il y a seulement retour de l'elements
|
|
// a moins que le paramètre force est mis a true
|
|
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
|
|
// num indique le numéro de l'arête à créer (numérotation EF)
|
|
// ElFrontiere* const Frontiere_lineique(int num,bool force = false);
|
|
|
|
// ramène la frontière surfacique
|
|
// éventuellement création des frontieres surfacique de l'element et stockage dans l'element
|
|
// si c'est la première fois sinon il y a seulement retour de l'elements
|
|
// a moins que le paramètre force est mis a true
|
|
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
|
|
// num indique le numéro de la surface à créer (numérotation EF)
|
|
// ici normalement la fonction ne doit pas être appelée
|
|
// ElFrontiere* const Frontiere_surfacique(int ,bool force = false);
|
|
|
|
// Retourne la section de l'element
|
|
double Section (Enum_dure , const Coordonnee& )
|
|
{ return donnee_specif.epaisseur * donnee_specif.largeur; };
|
|
// ramène la section moyenne de l'élément (indépendante du point)
|
|
double SectionMoyenne(Enum_dure )
|
|
{ return donnee_specif.epaisseur * donnee_specif.largeur; };
|
|
|
|
// 2) methodes propres a l'element
|
|
|
|
// Retourne la largeur de l'element
|
|
inline double Largeur ()
|
|
{ return donnee_specif.largeur; };
|
|
// Retourne la hauteur de l'element
|
|
inline double Hauteur ()
|
|
{ return donnee_specif.epaisseur; };
|
|
// les coordonnees des points d'integration dans l'epaisseur
|
|
inline double KSIepais(int i) { return doCoPS1->segmentH.KSI(i);};
|
|
|
|
|
|
// ajout du tableau specific de ddl des noeuds de la poutre
|
|
// la procedure met a jour les ddl(relatif a l'element, c-a-d Xi)
|
|
// des noeuds constituants l'element
|
|
void ConstTabDdl();
|
|
|
|
protected:
|
|
|
|
// ==== >>>> methodes virtuelles dérivant d'ElemMeca ============
|
|
// ramene la dimension des tenseurs contraintes et déformations de l'élément
|
|
int Dim_sig_eps() const {return 1;};
|
|
|
|
// -------------------- calcul de frontières en protected -------------------
|
|
|
|
// --- fonction nécessaire pour la construction des Frontières linéiques ou surfaciques particulière à l'élément
|
|
// adressage des frontières linéiques et surfacique
|
|
// définit dans les classes dérivées, et utilisées pour la construction des frontières
|
|
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
|
|
|
|
|
|
private :
|
|
|
|
// VARIABLES PRIVEES :
|
|
// les données spécifiques sont grouppées dans une structure pour sécuriser
|
|
// le passage de paramètre dans init par exemple
|
|
class Donnee_specif{ public :
|
|
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
|
|
|
|
|
|
|
|
|