Test name
chaboche2
Calculation type
ISOTROPIC VISCOPLASTIC MECHANICS - 2D AXIS
Finite element type
COQ8
Topic
Unified viscoplastic model of Chaboche
The structure is an embedded square plate.
It is subjected to imposed displacements at the
upper surface. The plate follows
the Chaboche's viscoplastic law model.
Goal
Test the Chaboche model for solid structure.
Version
97' customer version
Model description
Test chaboche2 Results
CASTEM FIGURES
* Test Chaboche2.dgibi: Jeux de données * * ------------------------------------- * * * complet = faux; * ************************************************* * pour calcul complet mettre complet à : vrai; *************************************************** ************************************************** * * * TEST DE VALIDATION D'UNE LOI DE COMPORTEMENT * * -------------------------------------------- * * DE MATERIAU * * ----------- * * * * LOI DE COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE DE: * * CHABOCHE * * * * COMPARAISON DE CALCULS SUR DES ELEMENTS: * * - COQUE EPAISSE ( MFR=5 ) * * - COQUE MINCE ( MFR=3 ) * * - MASSIF 3D ( MFR=1 ) * * * * STRUCTURE : UNE PLAQUE CARREE * * - COTE : .1 M * * - EPAISSEUR : 5.E-4 M * * * * CHARGEMENT : DEPLACEMENTS IMPOSES * * ESSAI DE TRACTION * * * ************************************************** opti echo 0 dime 3 elem qua8 ; * * * Maillage * epais0 = .0005 ; rayon0 = .05 ; l10 = .1 ; n10 = 1 ; p10 = rayon0 0. 0. ; p20 = rayon0 l10 0. ; p11 = rayon0 0. l10 ; p12 = rayon0 l10 l10 ; li1 = d p10 n10 p20 ; li2 = d p20 n10 p12 ; li3 = d p12 n10 p11 ; li4 = d p11 n10 p10 ; mail1='SURF' ( li1 'ET' li2 'ET' li3 'ET' li4 ) 'PLAN'; *titr 'maillage' ; *trace mail1 ; * * Modele de calcul * mod00 = 'MODE' mail1 'MECANIQUE' 'ELASTIQUE' 'ISOTROPE' 'VISCOPLASTIQUE' 'CHABOCHE' 'COQ8' ; mat00 = 'MATE' mod00 'YOUN' 7.34E10 'NU' 0.33 'RHO' 7.8E3 'N' 24 'KK' 10.E6 'K0' 116.E6 'ALFK' 1.5 'ALFR' 0.35 'ALF' 2.E6 'A1' 67.5E6 'C1' 1300 'BET1' 4807.E6 'R1' 4 'A2' 80.E6 'C2' 45 'BET2' 58480.E6 'R2' 4 'PHI' 1. 'B' 12 'GAMA' 2.E-7 'M' 2 'QMAX' 455.E6 'QSTA' 200.E6 'MU' 19 'ETA' 0.50 ; car00 = 'CARA' mod00 'EPAI' epais0 ; * * Conditions aux limites * cl10 = 'BLOQ' mail1 'UX' ; cl20 = 'BLOQ' li1 'UZ' ; cl30 = 'BLOQ' li3 'UZ' ; cl40 = 'BLOQ' li4 'UY' ; cl00 = cl10 'ET' cl20 'ET' cl30 'ET' cl40 ; * * Chargement * depmax = .0050 ; dep10 = 'DEPI' cl30 depmax ; ev00 = 'EVOL' 'MANU' temps ( 'PROG' 0. 1000. ) y ( 'PROG' 0. 1. ) ; cha00 = 'CHAR' 'DIMP' dep10 ev00 ; *vec1 = 'VECT' dep10 1.E-5 'FX' 'FY' 'FZ' 'ROUG' ; *titr ' chargement ' ; *trace vec1 mail1 ; * * Temps du calcul * dt00 = 5. ; si complet; tfin00 = 200. ; sinon; tfin00 = 25.; finsi; * * * Resolution par PASAPAS *--------------------------------------- * ta10 = 'TABLE' ; ta10 .'MODELE' = mod00 ; ta10 .'CARACTERISTIQUES' = mat00 'ET' car00 ; ta10 .'BLOCAGES_MECANIQUES' = cl00 ; ta10 .'CHARGEMENT' = cha00 ; ta10 .'TEMPS_CALCULES' = 'PROG' 0. 'PAS' dt00 tfin00 ; *( 'PROG' 22. 'PAS' 2. 40. ) 'ET' *( 'PROG' 41. 'PAS' dt00 tfin00 ) ) ; * PASAPAS ta10 ; * * * Post-traitement *----------------------------------------- * dim10 = 'DIME' ta10 .'TEMPS' ; depl120 = 'PROG' 0. ; * reac0 = ta10 .'REACTIONS'.( dim10 - 1 ) ; depl0 = ta10 .'DEPLACEMENTS'.( dim10 - 1 ) ; vec2 = 'VECT' reac0 1.E-2 'FX' 'FY' 'FZ' 'ROUG' ; *titr ' reactions ' ; *trace vec2 mail1 ; defo0 = 'DEFO' mail1 depl0 0. ; defo1 = 'DEFO' mail1 depl0 1. 'ROUG' ; titr ' deformees ' ; *trace ( defo0 'ET' defo1 ) ; * 'REPETER' bloc0 ( dim10 - 1 ) ; i10 = &bloc0 ; reac0 = ta10 .'REACTIONS'.i10 ; depl10 = ta10 .'DEPLACEMENTS'.i10 ; temp10 = ta10 .'TEMPS'.i10 ; depl11 = 'EXTR' depl10 'UY' p11 ; sigm0 = ta10 .'CONTRAINTES'.i10 ; sigm0 = 'RTENS' sigm0 mod00 ( 0 1 0 ) car00 ; sigm1 = 'CHAN' 'CHPO' sigm0 mod00 ; 'SI' ( i10 'EGA' ( dim10 - 1 ) ) ; titr ' Contrainte de cisaillement ' ; * trace ( 'EXCO' sigm1 'SMST' ) mail1 ; titr ' Contrainte suivant Y' ; * trace ( 'EXCO' sigm1 'SMSS' ) mail1 ; titr ' Contrainte suivant Z ' ; * trace ( 'EXCO' sigm1 'SMTT' ) mail1 ; 'FINSI' ; reac0 = 'REDU' reac0 li3 ; reac0 = 'EXCO' reac0 'FZ' 'SCAL' ; chp1 = 'MANU' 'CHPO' li3 1 'SCAL' 1. ; depl11 = 'XTY' reac0 chp1 ( 'MOTS' 'SCAL' ) ( 'MOTS' 'SCAL' ) ; depl120 = depl120 'ET' ( 'PROG' depl11 ) ; 'FIN' bloc0 ; * * opti echo 0 dime 3 elem tri3 ; * * * Maillage * epais0 = .0005 ; rayon0 = .05 ; l10 = .1 ; n10 = 1 ; p10 = rayon0 0. 0. ; p20 = rayon0 l10 0. ; p11 = rayon0 0. l10 ; p12 = rayon0 l10 l10 ; li1 = d p10 n10 p20 ; li2 = d p20 n10 p12 ; li3 = d p12 n10 p11 ; li4 = d p11 n10 p10 ; mail1='SURF' ( li1 'ET' li2 'ET' li3 'ET' li4 ) 'PLAN'; *titr 'maillage' ; *trace mail1 ; * * Modele de calcul * mod00 = 'MODE' mail1 'MECANIQUE' 'ELASTIQUE' 'ISOTROPE' 'VISCOPLASTIQUE' 'CHABOCHE' 'DKT' ; mat00 = 'MATE' mod00 'YOUN' 7.34E10 'NU' 0.33 'RHO' 7.8E3 'N' 24 'KK' 10.E6 'K0' 116.E6 'ALFK' 1.5 'ALFR' 0.35 'ALF' 2.E6 'A1' 67.5E6 'C1' 1300 'BET1' 4807.E6 'R1' 4 'A2' 80.E6 'C2' 45 'BET2' 58480.E6 'R2' 4 'PHI' 1. 'B' 12 'GAMA' 2.E-7 'M' 2 'QMAX' 455.E6 'QSTA' 200.E6 'MU' 19 'ETA' 0.50 ; car00 = 'CARA' mod00 'EPAI' epais0 'ALFA' ( 2. / 3. ) ; * * Conditions aux limites * cl10 = 'BLOQ' mail1 'UX' ; cl20 = 'BLOQ' li1 'UZ' ; cl30 = 'BLOQ' li3 'UZ' ; cl40 = 'BLOQ' li4 'UY' ; cl00 = cl10 'ET' cl20 'ET' cl30 'ET' cl40 ; * * Chargement * depmax = .0050 ; dep10 = 'DEPI' cl30 depmax ; ev00 = 'EVOL' 'MANU' temps ( 'PROG' 0. 1000. ) y ( 'PROG' 0. 1. ) ; cha00 = 'CHAR' 'DIMP' dep10 ev00 ; *vec1 = 'VECT' dep10 1.E-5 'FX' 'FY' 'FZ' 'ROUG' ; *titr ' chargement ' ; *trace vec1 mail1 ; * * Temps du calcul * * * * Resolution par PASAPAS *--------------------------------------- * ta10 = 'TABLE' ; ta10 .'MODELE' = mod00 ; ta10 .'CARACTERISTIQUES' = mat00 'ET' car00 ; ta10 .'BLOCAGES_MECANIQUES' = cl00 ; ta10 .'CHARGEMENT' = cha00 ; ta10 .'TEMPS_CALCULES' = 'PROG' 0. 'PAS' dt00 tfin00 ; *( 'PROG' 22. 'PAS' 2. 40. ) 'ET' *( 'PROG' 41. 'PAS' dt00 tfin00 ) ) ; * PASAPAS ta10 ; * * * Post-traitement *----------------------------------------- * dim10 = 'DIME' ta10 .'TEMPS' ; depl12 = 'PROG' 0. ; var2 = 'PROG' 0. ; * reac0 = ta10 .'REACTIONS'.( dim10 - 1 ) ; depl0 = ta10 .'DEPLACEMENTS'.( dim10 - 1 ) ; vec2 = 'VECT' reac0 1.E-2 'FX' 'FY' 'FZ' 'ROUG' ; *titr ' reactions ' ; *trace vec2 mail1 ; defo0 = 'DEFO' mail1 depl0 0. ; defo1 = 'DEFO' mail1 depl0 1. 'ROUG' ; titr ' deformees ' ; *trace ( defo0 'ET' defo1 ) ; * 'REPETER' bloc0 ( dim10 - 1 ) ; i10 = &bloc0 ; reac0 = ta10 .'REACTIONS'.i10 ; depl10 = ta10 .'DEPLACEMENTS'.i10 ; temp10 = ta10 .'TEMPS'.i10 ; sigm0 = ta10 .'CONTRAINTES'.i10 ; def0 = ta10 .'DEFORMATIONS_INELASTIQUES'.i10 ; var0 = ta10. 'VARIABLES_INTERNES'.i10 ; * var1 = 'EXTR' ( 'EXCO' var0 'GPN3' ) p11 ; eps0 = 'EPSI' depl10 mod00 car00 ; sigm0 = 'RTENS' sigm0 mod00 ( 0 1 0 ) ; eps0 = 'RTENS' eps0 mod00 ( 0 1 0 ) ; sigm1 = 'CHAN' 'CHPO' sigm0 mod00 ; eps1 = 'CHAN' 'CHPO' eps0 mod00 ; def0 = 'RTENS' def0 mod00 ( 0 1 0 ) ; def1 = 'CHAN' 'CHPO' def0 mod00 ; 'SI' ( i10 'EGA' ( dim10 - 1 ) ) ; titr ' Contrainte de cisaillement ' ; * trace ( 'EXCO' sigm1 'N12' ) mail1 ; titr ' Contrainte suivant Y' ; * trace ( 'EXCO' sigm1 'N11' ) mail1 ; titr ' Contrainte suivant Z ' ; * trace ( 'EXCO' sigm1 'N22' ) mail1 ; titr ' déformation plastique de cisaillement ' ; * trace ( 'EXCO' def1 'GAST' ) mail1 ; titr ' déformation plastique suivant Y' ; * trace ( 'EXCO' def1 'EPSS' ) mail1 ; titr ' déformation plastique Z ' ; * trace ( 'EXCO' def1 'EPTT' ) mail1 ; titr ' déformation de cisaillement ' ; * trace ( 'EXCO' eps1 'GAST' ) mail1 ; titr ' déformation suivant Y' ; * trace ( 'EXCO' eps1 'EPSS' ) mail1 ; titr ' déformation suivant Z ' ; * trace ( 'EXCO' eps1 'EPTT' ) mail1 ; 'FINSI' ; depl11 = 'EXTR' depl10 'UZ' p11 ; reac0 = 'REDU' reac0 li3 ; reac0 = 'EXCO' reac0 'FZ' 'SCAL' ; chp1 = 'MANU' 'CHPO' li3 1 'SCAL' 1. ; depl11 = 'XTY' reac0 chp1 ( 'MOTS' 'SCAL' ) ( 'MOTS' 'SCAL' ) ; depl12 = depl12 'ET' ( 'PROG' depl11 ) ; * var2 = var2 'ET' ( 'PROG' var1 ) ; 'FIN' bloc0 ; * * opti echo 0 dime 3 elem cub8 ; * * * Maillage * rayon0 = .05 ; epais0 = .0005 ; l1 = epais0 + rayon0 ; l2 = .1 ; n1 = 1 ; n2 = 1 ; p1 = rayon0 0. 0. ; p2 = l1 0. 0. ; p3 = l1 l2 0. ; p4 = rayon0 l2 0. ; p11 = rayon0 0. l2 ; p21 = l1 0. l2 ; p31 = l1 l2 l2 ; p41 = rayon0 l2 l2 ; d1 = d p1 n1 p2 ; d2 = d p2 n2 p3 ; d3 = d p3 n1 p4 ; d4 = d p4 n2 p1 ; d11 = d p11 n1 p21 ; d21 = d p21 n2 p31 ; d31 = d p31 n1 p41 ; d41 = d p41 n2 p11 ; p01 = ( rayon0 + ( epais0 / 2. ) ) 0. l2 ; p02 = ( rayon0 + ( epais0 / 2. ) ) l2 l2 ; sur1 = 'DALL' d1 d2 d3 d4 ; sur2 = 'DALL' d11 d21 d31 d41 ; vol1 = sur1 'VOLU' n2 sur2 ; *titr ' maillage ' ; *trace vol1 ; * * Modele de calcul * mod0 = 'MODE' vol1 'MECANIQUE' 'ELASTIQUE' 'ISOTROPE' 'VISCOPLASTIQUE' 'CHABOCHE' ; mat0 = 'MATE' mod0 'YOUN' 7.34E10 'NU' 0.33 'RHO' 7.8E3 'ALPHA' 1.E-5 'N' 24 'KK' 10.E6 'K0' 116.E6 'ALFK' 1.5 'ALFR' 0.35 'ALF' 2.E6 'A1' 67.5E6 'C1' 1300 'BET1' 4807.E6 'A2' 80.E6 'C2' 45 'BET2' 58480.E6 'R2' 4 'PHI' 1. 'R1' 4 'B' 12 'GAMA' 2.E-7 'M' 2 'QMAX' 455.E6 'QSTA' 200.E6 'MU' 19 'ETA' 0.50 ; * * Conditions aux limites * cl1 = 'BLOQ' ( d2 'ET' d21 ) 'UX' ; cl2 = 'BLOQ' sur1 'UZ' ; cl3 = 'BLOQ' sur2 'UZ' ; cl4 = 'BLOQ' ( d1 'ET' d11 ) 'UY' ; cl0 = cl1 'ET' cl2 'ET' cl3 'ET' cl4 ; * * Chargement * depmax = .0050 ; dep1 = 'DEPI' cl3 depmax ; ev0 = 'EVOL' 'MANU' temps ( 'PROG' 0. 1000. ) y ( 'PROG' 0. 1. ) ; cha0 = 'CHAR' 'DIMP' dep1 ev0 ; * * Temps du calcul * dt0 = 5. ; si complet; tfin0 = 200. ; sinon; tfin0 = 25. ; finsi; * * * Resolution par PASAPAS *--------------------------------------- * ta1 = 'TABLE' ; ta1 .'MODELE' = mod0 ; ta1 .'CARACTERISTIQUES' = mat0 ; ta1 .'BLOCAGES_MECANIQUES' = cl0 ; ta1 .'CHARGEMENT' = cha0 ; ta1 .'TEMPS_CALCULES' = 'PROG' 0. 'PAS' dt0 tfin0 ; *( 'PROG' 22. 'PAS' 2. 40. ) 'ET' *( 'PROG' 41. 'PAS' dt0 tfin0 ) ) ; * PASAPAS ta1 ; * * * Post-traitement *----------------------------------------- * dim0 = 'DIME' ( ta1 .'TEMPS' ) ; char2 = 'PROG' 0. ; depl2 = 'PROG' 0. ; defi2 = 'PROG' 0. ; var10 = 'PROG' 0. ; * reac0 = ta1 .'REACTIONS'.( dim0 - 1 ) ; depl0 = ta1 .'DEPLACEMENTS'.( dim0 - 1 ) ; vec2 = 'VECT' reac0 1.E-2 'FX' 'FY' 'FZ' 'ROUG' ; *titr ' reactions ' ; *trace vec2 vol1 ; defo0 = 'DEFO' vol1 depl0 0. 'ROUG' ; defo1 = 'DEFO' vol1 depl0 1. ; titr ' deformees ' ; *trace ( defo0 'ET' defo1 ) ; reac1 = 'REDU' reac0 p1 ; reac2 = 'REDU' reac0 p2 ; vec01 = 'VECT' reac1 1.E-2 'FX' 'FY' 'FZ' 'ROUG' ; vec02 = 'VECT' reac2 1.E-2 'FX' 'FY' 'FZ' 'VERT' ; *titr ' reactions 2 ' ; *trace ( vec01 'ET' vec02 ) vol1 ; * 'REPETER' bloc0 ( dim0 - 1 ) ; i0 = &bloc0 ; reac0 = ta1 .'REACTIONS'.i0 ; depl0 = ta1 .'DEPLACEMENTS'.i0 ; sigm0 = ta1 .'CONTRAINTES'.i0 ; temp0 = ta1 .'TEMPS'.i0 ; def0 = ta1 .'DEFORMATIONS_INELASTIQUES'.i0 ; char1 = 'EXTR' depl0 'UZ' p21 ; reac0 = 'REDU' reac0 sur2 ; reac0 = 'EXCO' reac0 'FZ' 'SCAL' ; chp1 = 'MANU' 'CHPO' sur2 1 'SCAL' 1. ; depl11 = 'XTY' reac0 chp1 ( 'MOTS' 'SCAL' ) ( 'MOTS' 'SCAL' ) ; depl2 = depl2 'ET' ( 'PROG' depl11 ) ; sigm0 = 'CHAN' 'CHPO' sigm0 mod0 ; def1 = 'CHAN' 'CHPO' def0 mod0 ; var0 = ta1 .'VARIABLES_INTERNES'.i0 ; * var1 = 'EXTR' ( 'EXCO' var0 'GPYZ' ) p21 ; 'SI' ( i0 'EGA' ( dim0 - 1 ) ) ; titr ' déformation plastique de cisaillement ' ; * trace ( 'EXCO' def1 'GAYZ' ) vol1 ; titr ' déformation plastique suivant Y' ; * trace ( 'EXCO' def1 'EPYY' ) vol1 ; titr ' déformation plastique Z ' ; * trace ( 'EXCO' def1 'EPZZ' ) vol1 ; titr ' déformation plastique suivant X' ; * trace ( 'EXCO' def1 'EPXX' ) vol1 ; titr ' Contrainte de cisaillement' ; * trace ( 'EXCO' sigm0 'SMYZ' ) vol1 ; titr ' Contrainte suivant Y' ; * trace ( 'EXCO' sigm0 'SMYY' ) vol1 ; titr ' Contrainte suivant Z' ; * trace ( 'EXCO' sigm0 'SMZZ' ) vol1 ; titr ' Contrainte suivant X' ; * trace ( 'EXCO' sigm0 'SMXX' ) vol1 ; 'FINSI' ; * cont0 = 'MAXI' ( 'EXCO' 'SMXX' sigm0 ) ; * cont1 = cont1 'ET' ( 'PROG' cont0 ) ; char2 = char2 'ET' ( 'PROG' char1 ) ; * var10 = var10 'ET' ( 'PROG' var1 ) ; 'FIN' bloc0 ; * * opti echo 0 dime 3 ; * * * Données du calcul coque * * Erreur * * err_e1 = 'PROG' 0. ; err_e2 = 'PROG' 0. ; dim10 = 'DIME' char2 ; * bool0 = faux ; 'REPETER' bloc0 ( dim10 - 1 ) ; i10 = &bloc0 ; depl1 = 'EXTR' depl2 i10 ; depl11 = 'EXTR' depl12 i10 ; depl111 = 'EXTR' depl120 i10 ; * 'SI' (depl1 'NEG' 0. ) ; err_e0 = 'ABS' ( ( depl1 - depl11 ) / depl1 ) ; err_e0 = err_e0 * 100. ; err_e00 = 'ABS' ( ( depl1 - depl111 ) / depl1 ) ; err_e00 = err_e00 * 100. ; 'SINON' ; err_e0 = 0. ; err_e00 = 0. ; 'FINSI' ; * 'SI' ( ( err_e0 '>' 5.E-2 ) 'OU' ( err_e00 '>' 5.E-2 ) ) ; bool0 = vrai ; 'FINSI' ; err_e1 = err_e1 'ET' ( 'PROG' err_e0 ) ; err_e2 = err_e2 'ET' ( 'PROG' err_e00 ) ; * 'FIN' bloc0 ; * 'SI' ( bool0 'EGA' vrai ) ; 'ERRE' 5 ; 'SINON' ; 'ERRE' 0 ; 'FINSI' ; * * Traces * evo1 = 'EVOL' 'MANU' 'depl' char2 'force' depl2 ; evo2 = 'EVOL' 'MANU' 'depl' char2 'force' depl12 ; evo3 = 'EVOL' 'MANU' 'chargement' char2 'erreur_%' err_e1 ; evo4 = 'EVOL' 'MANU' 'depl' char2 'chargement' depl120; evo5 = 'EVOL' 'MANU' 'chargement' char2 'erreur_%' err_e2 ; TAB = 'TABLE' ; TAB. 1 = 'MARQ PLUS ' ; TAB. 2 = 'MARQ CROI ' ; TAB. 3 = 'MARQ CARR ' ; TAB.'TITRE'= 'TABLE' ; TAB.'TITRE'. 1 = MOT 'MASSIF' ; TAB.'TITRE'. 2 = MOT 'COQUE' ; TAB.'TITRE'. 3 = MOT 'EPAISSE' ; *'DESS' ( evo1 'ET' evo2 'ET' evo4 ) *'TITR' ' Deplacement de l extremite du cylindre' *'LEGE' TAB ; * TAB = 'TABLE' ; TAB. 1 = 'MARQ PLUS ' ; TAB. 2 = 'MARQ CROI ' ; TAB.'TITRE' = 'TABLE' ; TAB.'TITRE'. 1 = MOT 'MINCE' ; TAB.'TITRE'. 2 = MOT 'EPAISSE' ; *'DESS' ( evo3 'ET' evo5 ) *'TITR' 'Erreur sur les deplacements ' *'LEGE' TAB ; * * 'FIN' ;
Test chaboche2 Comments
MOD00 = MODE MAIL1 MECANIQUE ELASTIQUE ISOTROPE VISCOPLASTIQUE CHABOCHE COQ8 ; MAT00 = MATE MOD00 YOUN 7.34E10 NU 0.33 RHO 7.8E3 N 24 KK 10.E6 K0 116.E6 ALFK 1.5 ALFR 0.35 ALF 2.E6 A1 67.5E6 C1 1300 BET1 4807.E6 R1 4 A2 80.E6 C2 45 BET2 58480.E6 R2 4 PHI 1. B 12 GAMA 2.E-7 M 2 QMAX 455.E6 QSTA 200.E6 MU 19 ETA 0.50 ;The equations for the Chaboche's model are as follows:
The initial value of Q is Q0 and must be initialized:
Q = Q0 = 30 MPa (steel 316). For this purpose, a field of
internal variables must be created, with a component
named 'QQ' , its value being Q0. This field will be
passed into the table of PASAPAS.
The parameter values for steel 316L at 600°C are given for
information only. The data to be input are the following:
The following parameters will have to be specified with the elastic
behavior.
For further details, see D. NOUAILHAS's report:
"A viscoplastic modelling applied to stainless steel behavior",
Second Inter. Conf. on Constitutive Laws for Engineering
Materials,
University of Arizona, Tucson,1987