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Numérotation des lignes :

  1. * fichier : harttracdp.dgibi
  2. ************************************************************************
  3. ************************************************************************
  4. *======================================================================*
  5. * MODELE HYPERELASTIQUE HART-SMITH QUASI-INCOMPRESSIBLE *
  6. * EN GRANDES TRANSFORMATIONS - DEFORMATIONS PLANES *
  7. * *
  8. * TEST DE VALIDATION DU MODELE : TRACTION SELON LA DIRECTION Y *
  9. * DEFORMATIONS PLANES COMPARAISON AVEC LA SOLUTION ANALYTIQUE *
  10. * *
  11. * Contribution de Laurent Gornet - Ecole Centrale de Nantes (2010) *
  12. *======================================================================*
  13. * Pour plus d'informations, voir la presentation de L. Gornet lors *
  14. * du Club Cast3m 2009, disponible sur le site Web de Cast3m. *
  15. *======================================================================*
  16. * Exemple d'utilisation d'un modele UMAT en grandes transformations *
  17. * *
  18. * Note : Actuellement en grandes deformations dans PASAPAS, le modele *
  19. * ne peut contenir que des modeles de type UMAT. On ne peut *
  20. * pas melanger les derivees objectives et les modeles de C3m. *
  21. *======================================================================*
  22. *
  23. 'OPTION' 'DIME' 2 'MODE' 'PLAN' 'DEFO' 'ECHO' 0 ;
  24. option epsilon 'UTILISATEUR';
  25.  
  26. *
  27. * Mettre VRAI si l'on souhaite divers traces.
  28. GRAPH = VRAI ;
  29. GRAPH = FAUX ;
  30. title = 'CHAINE' 'HART-SMITH -' 'TRACTION UNIAXIALE Y' ;
  31. *
  32. *======================================================================*
  33. * Geometrie - Maillage *
  34. *======================================================================*
  35. * Longueur (direction x) de la plaque/membrane :
  36. Lg_x = 1. ;
  37. * Largeur (direction y) de la plaque/membrane :
  38. Lg_y = 1. ;
  39. * Nombre d'elements selon les directions x et y :
  40. Nel_x = 3;
  41. Nel_y = 4 ;
  42. * 'TRI6' 'TRI3' 'QUA8'
  43. 'OPTION' 'ELEM' 'QUA4' ;
  44. *
  45. P1 = 0. 0. ;
  46. P2 = Lg_x 0. ;
  47. P3 = Lg_x Lg_y ;
  48. P4 = 0. Lg_y ;
  49. *
  50. L1 = 'DROITE' Nel_x P1 P2 ;
  51. L2 = 'DROITE' Nel_y P2 P3 ;
  52. L3 = 'DROITE' Nel_x P3 P4 ;
  53. L4 = 'DROITE' Nel_y P4 P1 ;
  54. *
  55. SU = 'DALLER' L1 L2 L3 L4 ;
  56. 'SI' GRAPH ;
  57. 'TRACER' SU 'TITRE' ('CHAINE' title ' - MAILLAGE') ;
  58. 'FINSI' ;
  59. *
  60. *======================================================================*
  61. * Modele - Materiau - Caracteristiques (en Pa) *
  62. *======================================================================*
  63. 'SI' (('NEG' ('VALEUR' 'DIME') 2) 'OU'
  64. ('NEG' ('VALEUR' 'MODE') 'PLANDEFO' )) ;
  65. 'MESS' 'Ce modele ne fonctionne qu en 2D DEFORMATIONS PLANES' ;
  66. 'ERREUR' 5 ;
  67. 'FINSI' ;
  68. *
  69. * Calcul du Module d'Young
  70. * Ne pas oublier de definir les parametres lies a l'elasticite.
  71. * Meme si ce n'est pas utilise dans le modele, cela est utile pour
  72. * l'operateur de convergence mecanique de PASAPAS-INCREME.
  73. *
  74. LCMAT = MOTS 'YOUN' 'NU ' 'G' 'K1' 'K2' 'D' ;
  75. MO = MODE SU 'MECANIQUE' 'ELASTIQUE' 'ISOTROPE'
  76. 'NON_LINEAIRE' 'UTILISATEUR'
  77. 'NUME_LOI' 34 'C_MATERIAU' LCMAT ;
  78. *
  79. * Pour calculer le module d'Young, on utilise les
  80. * Coefficients du modele de Mooney-Rivlin (en MPa) :
  81. *
  82. C1 = 0.183 ; C2 = 0.0034 ;
  83. *
  84. * On fixe le coefficient de Poisson XNU a une valeur proche de 0.5
  85. * du fait de l'incompressibilite inherente au modele.
  86. * Le module de Young YOU est alors connu, car, pour ce modele, le
  87. * module de cisaillement MU vaut : MU = YOU/(2*(1+XNU)) = 2.(C1+C2)
  88. * Il s'agit de la valeur initiale et de la borne inferieure dans le cas
  89. * de la traction. En fonction du niveau de deformation atteinte en
  90. * traction, il faut augmenter cette valeur afin de pouvoir faire
  91. * converger les calculs (module tangent en fin de calculs).
  92. * Prendre des valeurs superieures n'entraine pas de modification des
  93. * resultats, cela modifie seulement le nombre d'iterations mecaniques.
  94. *
  95. XNU = 0.499 ;
  96. YOUini = 3.*(2.*(C1+C2)) ; YOU = 1000. * YOUini ;
  97. *
  98. *Parametres du modèle HS : essais Treloar/Kawabata MPa
  99. G = 0.175 ;
  100. K1 = 2.86E-4 ;
  101. K2 = 0.311 ;
  102. *
  103. CoeD = 1.E-4 ;
  104. MA = MATE MO 'YOUN' YOU 'NU ' XNU 'G' G 'K1' K1 'K2' K2 'D' CoeD ;
  105. *
  106. *======================================================================*
  107. * Conditions aux limites - Traction suivant UY *
  108. *======================================================================*
  109. BL1 = 'BLOQUER' 'UY ' L1 ;
  110. BL2 = 'BLOQUER' 'UY ' L3 ;
  111. BL4 = 'BLOQUER' 'UX ' P1 ;
  112. BLTOT = BL1 'ET' BL2 'ET' BL4 ;
  113. *
  114. * Definition des instants du chargement :
  115. t_deb = 0. ; t_fin = 10. ;
  116. L_tps = 'PROG' t_deb t_fin ;
  117. * Deplacement suivant Y :
  118. L_UY = 'PROG' 0. ( 3. * Lg_y) ;
  119. FF_y = 'DEPIMP' BL2 1. ;
  120. EV_y = 'EVOL' 'MANU' 'TEMPS' L_tps 'LAMY' L_UY ;
  121.  
  122. CHARTOT = 'CHARGEMENT' 'DIMP' FF_y EV_y ;
  123.  
  124. *======================================================================*
  125. * Initialisation de la table pour appel a PASAPAS *
  126. *======================================================================*
  127. TAB1 = 'TABLE' ;
  128. TAB1.'MODELE' = MO ;
  129. TAB1.'CARACTERISTIQUES' = MA ;
  130. TAB1.'BLOCAGES_MECANIQUES' = BLTOT ;
  131. TAB1.'CHARGEMENT' = CHARTOT ;
  132. ***** LG
  133. *TAB1 . 'DELTAITER' = 150;
  134. *TAB1.'PRECISION' = 1.E-5 ;
  135. *TAB1.'FTOL' = 1.E-5 ;
  136. *TAB1.'MTOL' = 1.E-5 ;
  137. *****
  138. TAB1.'CONVERGENCE_FORCEE' = FAUX ;
  139. TAB1.'GRANDS_DEPLACEMENTS' = VRAI ;
  140. TAB1.'TEMPS_CALCULES' = 'PROG' t_deb 'PAS' 0.1 t_fin ;
  141. TAB1.'TEMPS_SAUVES' = 'PROG' t_deb 'PAS' 0.5 t_fin ;
  142. tab1.reac_grands=500.;
  143. *
  144. L_abs = TAB1.'TEMPS_SAUVES' ;
  145. n_abs = 'DIMENSION' L_abs ;
  146. *
  147. PASAPAS TAB1 ;
  148. *
  149. * Quelques traces de controle apres calculs
  150. 'SI' GRAPH ;
  151. Defo_0 = 'DEFORMEE' SU (TAB1.'DEPLACEMENTS'.(n_abs-1)) 0. ;
  152. Defo_1 = 'DEFORMEE' SU (TAB1.'DEPLACEMENTS'.(n_abs-1)) 1. 'VERT' ;
  153. 'TRACER' (Defo_0 'ET' Defo_1)
  154. 'TITRE' ('CHAINE' title ' - DEFORMEES INITIALE ET FINALE') ;
  155. 'TRACER' MO (TAB1.'CONTRAINTES'.(n_abs-1))
  156. 'TITRE' ('CHAINE' title ' - CONTRAINTES EN FIN DE CALCUL') ;
  157. 'FINSI' ;
  158. *
  159. *======================================================================*
  160. * Construction de la solution analytique *
  161. *======================================================================*
  162. * Definitions :
  163. * - Allongement selon direction y : Lamy = 1 + (UY/Lg_y)
  164. * - Densite d'energie de deformation hyperelastique : W(I1,I2)
  165. * - I1, I2 : trois invariants du tenseur de Cauchy-Green droit
  166. * Dans le cas du modele de HART-SMITH : Incompressible
  167. * dW/dI1 = G * exp (k1 * (I1 - 3)**2) et dW/dI2 = G * k2 * 1 / I2
  168. *
  169. * Les contraintes de Cauchy sont calculables analytiquement :
  170. * - SCxx = 0.
  171. * - SCyy = 2.(Lamy**2 - 1./Lamy**2).(dW/dI1 + dW/dI2)
  172. * - SCxy = 0 (pas de cisaillement)
  173. * - SCzz = 0 (hypothese des contraintes planes)
  174. *
  175. L_Un = 'PROG' n_abs '*' 1. ;
  176. Lamy = L_Un + (('IPOL' L_abs L_tps L_UY) / Lg_Y) ;
  177. *
  178. L_z1 = Lamy * Lamy ; L_z2 = L_Un / (Lamy * Lamy);
  179. * LG modif hartsmith !! averifier
  180. L_tr = L_Un * 3.;
  181. I1 = L_z1 + L_z2 + L_Un ;
  182. I2 = I1 ;
  183. **********************************************************************
  184. dWI1= G * (exp (k1 *((I1 - L_tr)**2)));
  185. dWI2= G * k2 * L_Un / I2;
  186. **********************************************************************
  187. SCxx_th = 0. * L_Un ;
  188. SCyy_th =(L_z1 - L_z2) * ((2.*dWI1*L_Un) + (2.*dWI2*L_Un)) ;
  189. SCxy_th = 0. * L_Un ;
  190.  
  191. Evyy_th = 'EVOL' 'BLEU' 'MANU' 'LAMB' Lamy 'SCYY' SCyy_th ;
  192. *dess Evyy_th ;
  193. *======================================================================*
  194. * Comparaison des resultats avec la solution analytique *
  195. *======================================================================*
  196. * La comparaison s'effectue entre les valeurs moyennes des contraintes
  197. * calculees et les solutions analytiques correspondantes.
  198. * On ne cherche pas a verifier l'uniformite du champ de contraintes.
  199. * (Faire le calcul en mettant GRAPH a VRAI et voir les isovaleurs !)
  200. *
  201. TabD = TAB1.'DEPLACEMENTS' ;
  202. TabS = TAB1.'CONTRAINTES' ;
  203. Confini = 'FORM' ;
  204. ChmUn = 'MANU' 'CHML' MO 'SCAL' 1. ;
  205. *
  206. SCxx = 'PROG' 0. ;
  207. SCyy = 'PROG' 0. ;
  208. SCxy = 'PROG' 0. ;
  209. 'REPETER' Boucle (n_abs - 1) ;
  210. 'FORM' (TabD.&Boucle) ;
  211. VolSU = 'INTG' MO ChmUn ;
  212. SCxx = SCxx 'ET' ('PROG' (('INTG' MO (TabS. &Boucle) 'SMXX')/VolSU)) ;
  213. SCyy = SCyy 'ET' ('PROG' (('INTG' MO (TabS. &Boucle) 'SMYY')/VolSU)) ;
  214. SCxy = SCxy 'ET' ('PROG' (('INTG' MO (TabS. &Boucle) 'SMXY')/VolSU)) ;
  215. 'FORM' Confini ;
  216. 'FIN' Boucle ;
  217. * LG lamb
  218. L_abs = Lamy;
  219. *
  220. 'SI' GRAPH ;
  221. tlege = 'TABLE' ;
  222. tlege. 1 = 'MARQ CROI' ;
  223. tlege.'TITRE' = 'TABLE' ;
  224. tlege.'TITRE'. 1 = 'Numerique' ;
  225. tlege.'TITRE'. 2 = 'Analytique' ;
  226. Evxx = 'EVOL' 'ROUG' 'MANU' 'LAMB' L_abs 'SCXX' SCxx ;
  227. Evxx_th = 'EVOL' 'BLEU' 'MANU' 'LAMB' L_abs 'SCXX' SCxx_th ;
  228. 'DESSIN' (Evxx 'ET' Evxx_th) 'LEGE' tlege
  229. 'TITRE' ('CHAINE' title ' - CONTRAINTE DE CAUCHY XX (MPa)') ;
  230. Evyy = 'EVOL' 'ROUG' 'MANU' 'LAMB' L_abs 'SCYY' SCyy ;
  231. Evyy_th = 'EVOL' 'BLEU' 'MANU' 'LAMB' L_abs 'SCYY' SCyy_th ;
  232. 'DESSIN' (Evyy 'ET' Evyy_th) 'LEGE' tlege
  233. 'TITRE' ('CHAINE' title ' - CONTRAINTE DE CAUCHY YY (MPa)') ;
  234. Evxy = 'EVOL' 'ROUG' 'MANU' 'LAMB' L_abs 'SCXY' SCxy ;
  235. Evxy_th = 'EVOL' 'BLEU' 'MANU' 'LAMB' L_abs 'SCXY' SCxy_th ;
  236. 'DESSIN' (Evxy 'ET' Evxy_th) 'LEGE' tlege
  237. 'TITRE' ('CHAINE' title ' - CONTRAINTE DE CAUCHY XY (MPa)');
  238. 'FINSI' ;
  239. *
  240. * Tests de bon fonctionnement :
  241. r_z = 'MAXIMUM' ('ABS' SCyy_th) ;
  242. r_xx = 'MAXIMUM' ('ABS' (SCxx - SCxx_th)) / r_z ;
  243. r_yy = 'MAXIMUM' ('ABS' (SCyy - SCyy_th)) / r_z ;
  244. r_xy = 'MAXIMUM' ('ABS' (SCxy - SCxy_th)) / r_z ;
  245. *
  246. MESS ' RESULTATS : ' title ;
  247. MESS ' ------------------------------------------------- ';
  248. 'SAUTER' 1 'LIGNE' ;
  249. 'MESS' ' Tests de bon fonctionnement :' ;
  250. 'MESS' ' -------------------------------' ;
  251. 'MESS' ' Comparaison effectuee sur les contraintes de Cauchy' ;
  252. 'MESS' ' Ecart relatif maximal entre la valeur moyenne '
  253. 'calculee' ;
  254. 'MESS' ' et la '
  255. 'solution analytique associee' ;
  256. 'MESS' ' Composante XX : ' r_xx ;
  257. 'MESS' ' Composante YY : ' r_yy ;
  258. 'MESS' ' Composante XY : ' r_xy ;
  259. 'SAUTER' 1 'LIGNE' ;
  260. * Ecart relatif maximal tolere
  261. Sigref = 1.E-3 ;
  262. 'SI' ('>EG' ('MAXIMUM' ('PROG' r_xx r_yy r_xy)) Sigref) ;
  263. 'MESS' ' ---------------------' ;
  264. 'MESS' ' ECHEC DU CAS-TEST !' ;
  265. 'MESS' ' ---------------------' ;
  266. 'ERREUR' 5 ;
  267. 'SINON' ;
  268. 'MESS' ' ----------------------' ;
  269. 'MESS' ' SUCCES DU CAS-TEST !' ;
  270. 'MESS' ' ----------------------' ;
  271. 'FINSI' ;
  272. 'SAUTER' 1 'LIGNE' ;
  273.  
  274. 'FIN' ;
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283.  
  284.  
  285.  
  286.  

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