Présentation

MFront est un outil développé au sein de la plate-forme PLEIADES depuis 2009 afin de permettre aux développeurs d'applications, aux ingénieurs et aux concepteurs d'éléments combustible d'introduire facilement de nouvelles connaissances matériau avec des performances numériques et une démarche qualité compatibles avec les exigences des applications combustibles, notamment celles à vocation industrielle.

L'implantation de lois de comportement mécanique, par nature complexes et ayant un poids important sur les temps de calcul, a particulièrement été travaillé. La version actuelle permet entre autres de générer des lois de comportements en transformations infinitésimales et en grandes transformations ainsi que des modèles de zones cohésives.

Depuis le 7 Octobre 2014, MFront est diffusé en open-source. Il est hébergé sur Github (https://github.com/thelfer/tfel) qui fournit :

• un site dédié (https://thelfer.github.io/tfel/web) ;
• un espace de téléchargement (https://github.com/thelfer/tfel/releases) ;
• un forum (https://github.com/thelfer/tfel/discussions) ;
• un outil de demande d'évolution et de déclaration de bugs par tickets (https://github.com/thelfer/tfel/issues) ;

Son utilisation dans Cast3M se fait via l'interface générique UMAT. Elle est décrite en détails dans à la page dédiée.

Exemple de la loi de Norton

Implantation en MFront

Voici un exemple très simple d intégration implicite de ce modèle avec MFront :

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    @Parser Implicit;
    
    @Behaviour Norton;
    
    @Algorithm NewtonRaphson_NumericalJacobian ;
    
    @RequireStiffnessTensor;
    
    @MaterialProperty real A;
    
    @MaterialProperty real m;
    
    @StateVariable real p ;
    
    @ComputeStress{
    
    sig = D*eel ;
    
    }
    
    @Integrator{
    
    real seq = sigmaeq(sig) ;
    
    Stensor n = Stensor(0.) ;
    
    if(seq > 1.e-12){
    
    n = 1.5*deviator(sig)/seq ;
    
    }
    
    feel += dp*n-deto ;
    
    fp -= dt*A*pow(seq,m) ;
    
    } // end of @Integrator
    

Notons que MFront permet également d'écrire des versions beaucoup plus efficaces de cette loi.

Test dans Cast3M

Une fois traitée par MFront et compilée dans une librairie dynamique, la loi précédente peut être utilisée dans Cast3M. Nous considérons dans la suite une simple traction uniaxiale à vitesse de déformation imposée.

MFront est fourni avec un logiciel de test des lois de comportement mécanique sur un point matériel (voir la page dédiée). Le résultat obtenu par Cast3M peut-être comparé à la simulation MTest équivalente sur la figure ci-dessous :