Exemples de jeux de données Cast3M

* fichier : waam6.dgibi
* section : thermique conduction convection mecanique plastique
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*                         W A A M 6 . D G I B I                        *
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* Objet :
* -------
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*    Exemple issu de waam2.dgibi de depot de 10 couches d'acier 316L
* en WAAM sur la tranche d'une tole egalement en acier 316L.
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*    Exemple de mise en oeuvre de la methode des MACRO-DEPOTS a l'aide
* de la procedure WAAM, option MACRO.
*
*    La sequence de fabrication est decrite de meme maniere usuelle a
* l'aide de la procedure SOUDAGE. Seule la discretization spatio-tempo-
* -relle est modifiee (option MACRO de la procedure WAAM).
*
*    
*
* Description :
* -------------
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* Type de calcul : Thermique, Mecanique
* Mode de calcul : 3D
* Type d'element : CUB8
* Chargement     : Source de chaleur, Convection, Apport de matiere
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*
opti dime 3 elem cub8 ;
 
* icomplet = vrai : simulation de 10 passes de couches WAAM
* icomplet = faux : 25 premiers pas de temps 
icomplet = faux ;
 
* ig1    : mettre a vrai pour affichages
ig1      = faux ;
opti trac psc eptr 5 ;
ig1      = ig1 ou (ega (vale trac) 'PSC') ;
 
*----------------------- Parametres du probleme -----------------------*
 
* Parametres geometrie :
* lw1    : longueur faite en WAAM
* ls1    : longueur support
* hs1    : hauteur support
* e1     : epaisseur de la plaque 
lw1      =  80.e-3 ;
ls1      = 124.e-3 ;
hs1      =  50.e-3 ;
e1       =   6.e-3 ;
 
* Position thermocouples :
* Bord deport WAAM initial en (0 0 0) :
TC1      = 40.e-3 0  -3.e-3 ;
TC2      = 40.e-3 0  -5.e-3 ;
TC3      =  0.e-3 0 -25.e-3 ;
TC4      = 80.e-3 0 -10.e-3 ;
 
* Parametres apport de chaleur :
* Us1    : tension electrique de soudage (V) 1ere couche
* Us2    : tension electrique de soudage (V) couches suivantes 
* Is1    : intensite electrique soudage (A) 1ere couche
* Is2    : intensite electrique soudage (A) couches suivantes
* Vs1    : vitesse de soudage (m/s)
* Eta1   : rendement de la source
* R0     : rayon de la distribution Gaussienne
Us1      =  15.0 ;
Us2      =  13.0 ;
Is1      = 120. ;
Is2      = 100. ;
Vs1      = 0.30 / 60. ;
Eta1     = 0.8 ;
R0       = 3.e-3 ;
 
* Parametres apport de matiere :
* dfil1  : diametre file (m)
* vfil1  : vitesse defilement fil (m/s) 1ere passe
* vfil2  : vitesse defilement fil (m/s) autres passes
dfil1    =  1.2e-3 ;
vfil1    =  3.2 / 60. ;
vfil2    =  2.5 / 60. ;
 
* Parametres sequence soudage :
* dtini1 : delai initial avant debut deplacement torche
* delai1 : delai entre 2 passes de WAAM
* nbpass1: nombre de passes 
dtini1   =  0.8 ;
delai1   = 30. ;
nbpass1  = 10 ;
 
* Parametres conditions thermiques initiales et aux limites :
* Tini1  : temperature initiale support (degC)
* Tini2  : temperature initiale depot (degC)
* Te1    : temperature de convection (degC)
* h1     : coefficient d'echange convectif (W/m2)
Tini1    =   20. ;
Tini2    = 1500. ;
Te1      =   20. ;
h1       =   20. ;
 
*-------------------------- Proprietes 316 L --------------------------*
* Ref. : 
* Camille Cambon, Issam Bendaoud, Sebastien Rouquette, Fabien Soulie.
* "Influence of the first weld bead on strain and stress states in wire+arc additive manufacturing”.
* The 12th International Seminar ”Numerical Analysis of Weldability",
* Institute for Materials Science, Joining and Forming (IMAT),Sep 2018, Seggau, Austria.
* hal-01954354 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01954354 
*
* rho1   : masse volumique (kg/m3)
* Tfus1  : temperature de changement de phase solide-liquide (degC)
* Qlat1  : chaleur latente de fusion de l'acier (J/m3)
rho1     = 7760. ;
Tfus1    = 1450. ;
Qlat1    =  2.e9 ;
 
* k1     : conductivite thermique (W/m/K) en fonction de la temperature
lt1      = prog 20. 100. pas 100. 1500. ;
lk1      = prog 14. 15.2 16.6 17.9 19. 20.6 21.8 23.1 24.3 26. 27.3 28.6 29.9 45. 60. 60. ;
k1       = evol vert manu 'T' lt1 'K' lk1 ;
si ig1 ;
  dess k1 titr 'Conductivite thermique 316L (W/m/K)' ;
fins ;
 
* Cp1    : capacite thermique massique (J/m3) en fonction de la temperature
* On derive l'enthalpie :
lt1      = prog 0. pas 100. 1500. ;
lh1      = prog 0.983 1.36 1.76 2.19 2.62 3.06 3.51 3.96 4.43 4.92 5.42 5.92 6.44 6.97 9.51 ;
lh2      = prog 1.36 1.76 2.19 2.62 3.06 3.51 3.96 4.43 4.92 5.42 5.92 6.44 6.97 9.51 10.1 ;
dhdt1    = (lh2 - lh1) / 100. ;
lc0      = dhdt1 * 1.e9 / rho1 ;
lt0      = prog 50. pas 100. 1450. ;
cp0      = evol manu 'T' lt0 'C' lc0 ;
idx0     = posi (maxi lc0) dans lc0 ;
lc2      = lc0 enle idx0 ;
lt2      = lt0 enle idx0 ;
cp2      = evol oran manu 'T' lt2 'C' lc2 ;
cp1      = cp2 ;
si ig1 ;
  tleg1    = table ;
  tleg1 . titre = table ;
  tleg1 . titre . 1 = mot 'Cp derivee publi.' ;
  tleg1 . titre . 2 = mot 'Cp utilisee' ;
  dess (cp0 et cp1) lege tleg1 titr ' Capacite thermique massique 316L (J/m3)' ;
fins ;
 
* Proprietes mecaniques 316L (dependantes de T) :
* nu1   : coefficient de Poisson
nu1      = 0.3 ;
 
* Ym1    : module de Young (Pa)
lt1      = prog 20. 100. pas 100. 1200. ;
lym1     = prog 197000. 191500. 184000. 176500. 168000. 160000. 151500. 142500. 130000. 108000. 81500. 32000. 7400. ;
lym1     = 1.e6 * lym1 ;
ym1      = evol vert manu T lt1 youn lym1 ;
 
* Sy1    : limite d'elasticite (Pa)
lt1      = prog 20. pas 100. 1400. ;
lsy1     = prog 287. 237. 198. 172. 157. 151. 145. 136. 127. 115. 79. 38. 24. 18. 2. ;
lsy1     = 1.e6 * lsy1 ;
sy1      = evol vert manu T lt1 SIGY lsy1 ;
 
* Alph1  : dilatation thermique (/K)
lt1      = prog 20. 100. 300. 400. 600. 700. 800. 1000. 1400. ;
lalph1   = prog 1.55 1.60 1.71 1.75 1.84 1.87 1.90 1.94 1.96 ;
lalph1   = 1.e-5 * lalph1 ;
alph1    = evol vert manu T lt1 ALPH lalph1 ;
 
* Hx     : module d'ecrouissage cinematique (Pa)
lt1      = prog 20. 700. pas 100. 1300. ;
lh1      = prog 2400. 2400. 2350. 1500. 800. 725. 150. 10. ;
lh1      = 1.e6 * lh1 ;
Hx1      = evol vert manu T lt1 H lh1 ;
 
* Courbes d'ecrouissage :
nb1      = dime lt1 ;
lep1     = prog 0. 1. ;
nua1     = vide nuage ;
repe b1 nb1 ;
  ti1      = extr lt1 &b1 ;
  syi1     = ipol sy1 ti1 ;
  hi1      = ipol Hx1  ti1 ;
  lmsi1    = prog syi1 (syi1+hi1) ;
  ecroi1   = evol oran manu eps lep1 sig lmsi1 ;
  ecroi1   = ecroi1 coul &b1 ;
  nua1     = nua1 et (nuag comp T ti1 comp ECRO ecroi1) ;
fin b1 ;
 
tleg1    = legende nua1 T format '(F6.0)' ;
si ig1 ;
  dess ym1 titr ' Module de Young (Pa)' ;
  dess sy1 titr ' Limite elastique (Pa)' ;
  dess alph1 titr ' Coef. dilatation thermique (/K)' ;
  dess (nua1 * 1.e-6 ecro) xbor 0. 0.2 ybor 0. 500. 
    titr 'Courbes d ecrouissage a differentes temperatures (MPa)' lege tleg1 ;
fins ;
 
*------------------- Sequence de soudage / Maillage -------------------*
 
* Parametres discretisation apport de matiere :
* xp1    : "pas" de discetisation de l'apport de matiere en espace (m)
* dz1    : increment WAAM selon (O,z) / hauteur cordon
* debi1  : debit volumique de fil 1ere passe 
* debi2  : debit volumique de fil autres passes
xp1      = e1 / 2. ;
debi1    = 0.25 * dfil1 * dfil1 * pi * vfil1 ;
debi2    = 0.25 * dfil1 * dfil1 * pi * vfil2 ;
dz1      = debi1 / e1 / Vs1 ;
dz2      = debi2 / e1 / Vs1 ;
 
* Parametres modele source Gaussienne 3D :
Qtot1    = Eta1 * Us1 * Is1 ;
Qtot2    = Eta1 * Us2 * Is2 ;
* On retranche a la puissance thermique injectee celle necessaire pour fondre le fil :
Qtot1    = Qtot1 - (Qlat1 * debi1) - (intg (rho1 * cp1 * debi1) born Tini1 Tini2) ;
Qtot2    = Qtot2 - (Qlat1 * debi2) - (intg (rho1 * cp1 * debi2) born Tini1 Tini2) ;
list Qtot1 ;
list Qtot2 ;
 
* Parametre geometrie / trajectoire :
e1s2     = 0.5 * e1 ;
dz1s2    = 0.5 * dz1 ;
 
* table SOUDAGE :
tso1                        = tabl ;
tso1.vitesse_de_soudage     = Vs1 ;
tso1.puissance_de_soudage   = Qtot2 ;
tso1.orientation_soudure   = (0 0 1) ;
tso1.diametre_de_fil        = dfil1 ;
tso1.vitesse_de_fil         = vfil2 ;
tso1.point_de_depart        = (0 e1s2 dz1) ;
tso1.largeur_de_passe       = e1 ;
 
* Défintion de la sequence de soudage :
* Repetition sequence de 2 passes en AR :
si (nbpass1 mult 2) ;
  nb1      = nbpass1 / 2 ;
sino ;
  nb1      = (nbpass1 - 1) / 2 ;
fins ;
*soudage tso1 point dtini1 puis Qtot1 debi debi1 ;
repe b1 nb1 ;
  si (&b1 ega 1) ;
    soudage tso1 passe droi (lw1 0 0) puis Qtot1 debi debi1 ;
    soudage tso1 depla couche debi debi2 pause delai1 ;
  sino ;
    soudage tso1 passe droi (lw1 0 0) ;
    soudage tso1 depla couche pause delai1 ;
  fins ;
  soudage tso1 passe droi ((-1.*lw1) 0 0) ;
  soudage tso1 depla couche pause delai1 ;
fin b1 ;
si ((nbpass1-1) mult 2) ;
  soudage tso1 passe droi (lw1 0 0) ;
fins ;
soudage tso1 point 60. puis 0. debi 0. ;
 
si ig1 ;
  trac tso1.trajectoire           titr 'trajectoire depot WAAM mur' ;
  dess tso1.evolution_deplacement titr 'evolution deplacement depot WAAM mur' ;
  dess tso1.evolution_puissance   titr 'evolution puissance thermique depot WAAM mur' ;
  dess tso1.evolution_debit       titr 'evolution debit apport de matiere depot WAAM mur' ;
fins ;
 
* Appel a la procedure WAAM, option MACRO :
twa1     = waam tso1 macro long (0.5 * lw1) haut 2 temp maxi 120. ;
mur1     = twa1.maillage ;
 
si ig1 ;
  trac cach mur1 titr ' Maillage global du mur' ;
  tmai1    = twa1.evolution_maillage.maillage ;
  waam twa1 visu cach ((tso1.trajectoire) plus (0 0 1.e-5)) ;
fins ;
 
* Maillage du support sous-jacent :
de1      = e1 ;
zmin1    = (mur1 coor 3) mini ;
pz0      = (mur1 coor 3) poin infe (zmin1 + 1.e-5) ;
sz0      =   (enve mur1) elem appu stri pz0 ;
lx0      =  (sz0 coor 1) poin mini ;
lx1      =  (sz0 coor 1) poin maxi ;
lx0      =    (cont sz0) elem appu stri lx0 ;
lx1      =    (cont sz0) elem appu stri lx1 ;
dx1      = (ls1 - lw1) * 0.5 ;
sz0x0    = lx0 tran ((-1. * dx1) 0 0) dini de1 dfin de1 ;
sz0x1    = lx1 tran ((+1. * dx1) 0 0) dini de1 dfin de1 ;
sz0      = sz0 et sz0x0 et sz0x1 ;
sz0      = sz0 coul gris ;
sup1     = sz0 volu tran (0 0 (-1. * hs1)) dini de1 dfin (2. * de1) ;
 
* Maillage global :
mail1    = sup1 et mur1 ;
 
si ig1 ;
  mot1     = chai 'Maillage total "Mur WAAM" et support :' (nbno mail1) ;
  mot1     = chai mot1 ' /' (nbel mail1) ' noeuds/elem.' ;
  trac face mail1 titr mot1 ;
fins ;
 
*------------- Accrochage DDL thermique maillage support --------------*
 
* Encastrement bord plaque support :
ptx0     = (sup1 coor 1) poin infe ((sup1 coor 1 mini) + 1.e-5) ;
clu1     = bloq depl ptx0 ;
 
* Relation cinematique DDL thermique entre maillages non conformes :
clt1     = (TC1 et TC2 et TC3 et TC4) rela accro sup1 (mots 'T') ;
 
si ig1 ;
  trac cach (-1 -1 0.5) ((ptx0 coul roug) et mail1) titr 'Points encastrement support (rouge)' ;
fins ;
 
*--------------------- Modele / Caracteristique -----------------------*
 
* Temperature initiale MACRO-DEPOT calculee par app. a energie procede :
cp2      = prol born cp1 5000. ;
Tini2c1  = Qtot1 / (rho1 * (ipol cp2 2000.) * debi1) + Tini2 ;
Tini2c2  = Qtot2 / (rho1 * (ipol cp2 2000.) * debi2) + Tini2 ;
Tini2c1  = 0.9 * Tini2c1 ;
Tini2c2  = 0.8 * Tini2c2 ;
Tini2c1  = 0.5 * (Tini2c1 + Tini2c2) ; 
 
* Conduction / Convection :
macro1   = twa1.evolution_maillage.maillage.1 ;
macro2   = mur1 diff macro1 ;
mod1a    = mode macro1 thermique ;
mat1a    = mate  mod1a rho rho1 k k1 'C' cp1 'TINI' Tini2c1 ;
mod1b    = mode macro2 thermique ;
mat1b    = mate  mod1b rho rho1 k k1 'C' cp1 'TINI' Tini2c2 ;
mod1c    = mode   sup1 thermique ;
mat1c    = mate  mod1c rho rho1 k k1 'C' cp1 'TINI' Tini1 ;
mod1     = mod1a et mod1b et mod1c ;
mat1     = mat1a et mat1b et mat1c ;
 
* Mecanique :
mod4     = mode mail1 mecanique elastique plastique isotrope fusion cons 316L ;
mat4     = mate  mod4 youn ym1 nu nu1 alph alph1 ecro nua1 tref tini1 talp tini1 tfus tfus1 ;
 
* Tables d'evolution des modeles et caracteristiques :
ttps1    = twa1.evolution_maillage.temps ;
tmai1    = twa1.evolution_maillage.maillage ;
nb1      = dime ttps1 ;
ltps1    = prog ;
lmod1    = enum ;
lmod2    = enum ;
lmod4    = enum ;
lmat1    = enum ;
lmat2    = enum ;
lmat4    = enum ;
repe b1 nb1 ;
  tps1     = ttps1 . (&b1 - 1) ;
  ltps1    = ltps1 et tps1 ;
  geoi1    = tmai1 . (&b1 - 1) ;
  geoi1    = geoi1 et sup1 ;
  modi1    = redu mod1 geoi1 ;
  mati1    = redu mat1 modi1 ;
  lmod1    = lmod1 et modi1 ;
  lmat1    = lmat1 et mati1 ;
  sconv1   = enve geoi1 ;
  modi2    = mode sconv1 thermique convection ;
  mati2    = mate modi2 'H' h1 'TC' Te1 ;
  lmod2    = lmod2 et modi2 ;
  lmat2    = lmat2 et mati2 ;
  modi4    = redu mod4 geoi1 ;
  mati4    = redu mat4 modi4 ;
  lmod4    = lmod4 et modi4 ;
  lmat4    = lmat4 et mati4 ;
fin b1 ;
 
 
* Chargements MODE / MATE :
cgmod1   = char mode ltps1 lmod1 ;
cgmod2   = char mode ltps1 lmod2 ;
cgmod4   = char mode ltps1 lmod4 ;
cgmod0   = cgmod1 et cgmod2 ;
 
cgmat1   = char mate ltps1 lmat1 ;
cgmat2   = char mate ltps1 lmat2 ;
cgmat4   = char mate ltps1 lmat4 ;
cgmat0   = cgmat1 et cgmat2 ;
 
*----------------------------------------------------------------------*
*                               THERMIQUE                              *
*----------------------------------------------------------------------*
*
* Liste des temps de calcul :
ltca0    = twa1.temps_calcules ;
si (non icomplet) ;
  ltca1    = ltca0 extr (lect 1 pas 1 25) ;
sino ;
  ltca1    = ltca0 ;
fins ;
list ltca1 ;
 
*-------------------- Resolution Thermique PASAPAS --------------------*
 
* Table PASAPAS :
tab1                     = table ;
tab1.modele              = cgmod0 ;
tab1.caracteristiques    = cgmat0 ;
tab1.blocages_thermiques = clt1 ;
tab1.temps_calcules      = ltca1 ;
 
temp zero ;
 
pasapas tab1 ;
 
* Affichage temps de calcul : 
duree1   = temp horl ;
duree1   = (duree1 / 1000) ;
dmin1    = (duree1  / 60) ;
dsec1    = duree1  - (60 * dmin1) ;
mot1     = chai '*****  DUREE DU CALCUL THERMIQUE (s) :' dmin1 ' min' dsec1 ' s' ;
mess mot1 ;
 
*----------------------------------------------------------------------*
*                               MECANIQUE                              *
*----------------------------------------------------------------------*
*
*-------------------- Resolution Mecanique PASAPAS --------------------*
 
* Chargement thermique :
cgt1     = char 'T'    (tab1.temps) (tab1.temperatures) ;
 
* Chargement TAPP (uniquement si modele de type chargement).
* temperature apport de matiere a chaque pas d'apport pour calcul def. thermique initiale :
cgt2     = char 'TAPP' (tab1.temps) (tab1.temperatures_apport) ;
 
* Table PASAPAS :
tab2                     = table ;
tab2.modele              = cgmod4 ;
tab2.caracteristiques    = cgmat4 ;
tab2.chargement          = cgt1 et cgt2 ;
tab2.blocages_mecaniques = clu1 ;
tab2.temps_calcules      = ltca1 ;
tab2.processeurs         = mot comportement ;
tab2.mes_sauvegardes     = table ;
tab2.mes_sauvegardes.defin = vrai ;
tab2.mes_sauvegardes.defap = vrai ;
 
temp zero ;
 
pasapas tab2 ;
 
* Affichage temps de calcul : 
duree1   = temp horl ;
duree1   = (duree1 / 1000) ;
dmin1    = (duree1  / 60) ;
dsec1    = duree1  - (60 * dmin1) ;
mot1     = chai '*****  DUREE DU CALCUL MECANIQUE (s) :' dmin1 ' min' dsec1 ' s' ;
mess mot1 ;
 
*------------------------ Petit post-traitement -----------------------*
 
* Animation contrainte de von Mises :
si ig1 ;
 
* Sortie dans un fichier Postscript specifique si PSC :
  vtra1    = vale trac ;
  si (ega vtra1 'PSC') ;
    opti ftra 'Contrainte_waam6_Anim.ps' ;
  fins ;
 
* Table d'options d'explorer :
  topt1                      = table ;
  topt1 . echelle_isovaleurs = prog 25. pas 25. 350. ;
  topt1 . deformee           = vrai ;
  topt1 . amplitude_deformee = 5. ;
  topt1 . MPa                = vrai ;
 
* Appel a explorer :
  opti oeil (1000 -1000 800) ;
  explorer tab2 anim contraintes topt1 ;
 
fins ;
 
*------------------   F I N   W A A M 6 . D G I B I   -----------------*
fin ;