00001 #include "elastisomat.h"
00002 #include "matrix.h"
00003 #include "vector.h"
00004 #include "stochdriver.h"
00005 #include "global.h"
00006 #include "intpoints.h"
00007
00008
00009
00010
00011
00012
00013
00014
00015 elastisomat::elastisomat (void)
00016 {
00017
00018 e = 0.0;
00019
00020 nu = 0.0;
00021 }
00022
00023
00024
00025
00026
00027
00028
00029
00030 elastisomat::~elastisomat (void)
00031 {
00032
00033 }
00034
00035
00036
00037
00038
00039
00040
00041
00042
00043
00044
00045
00046 void elastisomat::read (XFILE *in)
00047 {
00048
00049
00050 xfscanf (in,"%lf %lf",&e,&nu);
00051 }
00052
00053
00054
00055
00056
00057
00058
00059
00060
00061
00062 void elastisomat::print (FILE *out)
00063 {
00064
00065
00066 fprintf (out,"%le %le",e,nu);
00067 }
00068
00069
00070
00071
00072
00073
00074
00075
00076
00077
00078
00079
00080 void elastisomat::matstiff (matrix &d,strastrestate ssst)
00081 {
00082 switch (ssst){
00083 case bar:{
00084 matstiff_bar (d);
00085 break;
00086 }
00087 case plbeam:{
00088 matstiff_plbeam (d);
00089 break;
00090 }
00091 case spacebeam:{
00092 matstiff_spacebeam (d);
00093 break;
00094 }
00095 case planestress:{
00096 matstiff_plstress (d);
00097 break;
00098 }
00099 case planestrain:{
00100 matstiff_plstrain (d);
00101 break;
00102 }
00103 case platek:{
00104 matstiff_platek (d);
00105 break;
00106 }
00107 case plates:{
00108 matstiff_plates (d);
00109 break;
00110 }
00111 case axisymm:{
00112 matstiff_axi (d);
00113 break;
00114 }
00115 case spacestress:{
00116 matstiff_spacestr (d);
00117 break;
00118 }
00119 default:{
00120 print_err("unknown number of components of stress tensor is required", __FILE__, __LINE__, __func__);
00121 }
00122 }
00123 }
00124
00125
00126
00127
00128
00129
00130
00131
00132
00133
00134
00135
00136
00137 void elastisomat::elmatstiff (matrix &d,strastrestate ssst)
00138 {
00139 switch (ssst){
00140 case bar:{
00141 matstiff_bar (d);
00142 break;
00143 }
00144 case plbeam:{
00145 matstiff_plbeam (d);
00146 break;
00147 }
00148 case spacebeam:{
00149 matstiff_spacebeam (d);
00150 break;
00151 }
00152 case planestress:{
00153 matstiff_plstress (d);
00154 break;
00155 }
00156 case planestrain:{
00157 matstiff_plstrain (d);
00158 break;
00159 }
00160 case platek:{
00161 matstiff_platek (d);
00162 break;
00163 }
00164 case plates:{
00165 matstiff_plates (d);
00166 break;
00167 }
00168 case axisymm:{
00169 matstiff_axi (d);
00170 break;
00171 }
00172 case spacestress:{
00173 matstiff_spacestr (d);
00174 break;
00175 }
00176 default:{
00177 print_err("unknown number of components of stress tensor is required", __FILE__, __LINE__, __func__);
00178 }
00179 }
00180 }
00181
00182
00183
00184
00185
00186
00187
00188
00189
00190
00191
00192
00193
00194 void elastisomat::matstiff_bar (matrix &d)
00195 {
00196 d[0][0] = e;
00197 }
00198
00199
00200
00201
00202
00203
00204
00205
00206
00207
00208
00209
00210
00211 void elastisomat::matstiff_plbeam (matrix &d)
00212 {
00213 d[0][0] = e;
00214 d[1][1] = e/2.0/(1.0+nu);
00215 d[2][2] = e;
00216 }
00217
00218
00219
00220
00221
00222
00223
00224
00225
00226
00227
00228
00229
00230 void elastisomat::matstiff_spacebeam (matrix &d)
00231 {
00232 d[0][0] = e;
00233 d[1][1] = e/2.0/(1.0+nu);
00234 d[2][2] = e/2.0/(1.0+nu);
00235 d[3][3] = e/2.0/(1.0+nu);
00236 d[4][4] = e;
00237 d[5][5] = e;
00238 }
00239
00240
00241
00242
00243
00244
00245
00246
00247
00248
00249
00250
00251
00252 void elastisomat::matstiff_plstress (matrix &d)
00253 {
00254 double c;
00255
00256 fillm(0.0,d);
00257
00258 c = e/(1.0-nu*nu);
00259
00260 d[0][0] = c; d[0][1] = c*nu; d[0][2] = 0.0;
00261 d[1][0] = c*nu; d[1][1] = c; d[1][2] = 0.0;
00262 d[2][0] = 0.0; d[2][1] = 0.0; d[2][2] = e/2.0/(1.0+nu);
00263 }
00264
00265
00266
00267
00268
00269
00270
00271
00272
00273
00274
00275
00276
00277 void elastisomat::matstiff_plstrain (matrix &d)
00278 {
00279 double c;
00280
00281 fillm(0.0,d);
00282
00283 c = e/(1.0+nu)/(1.0-2.0*nu);
00284
00285 d[0][0] = c*(1.0-nu); d[0][1] = c*nu; d[0][2] = 0.0;
00286 d[1][0] = c*nu; d[1][1] = c*(1.0-nu); d[1][2] = 0.0;
00287 d[2][0] = 0.0; d[2][1] = 0.0; d[2][2] = e/2.0/(1.0+nu);
00288
00289 if (d.m > 3)
00290 {
00291 d[0][3] = d[0][1]; d[1][3] = d[1][0];
00292 d[3][0] = d[1][0]; d[3][1] = d[1][0]; d[3][3] = d[1][1];
00293 }
00294 }
00295
00296
00297
00298
00299
00300
00301
00302
00303
00304
00305
00306
00307
00308 void elastisomat::matstiff_axi (matrix &d)
00309 {
00310 double g,s;
00311
00312 fillm(0.0,d);
00313
00314 g = e/2.0/(1.0+nu);
00315 s = e/(1.0+nu)/(1.0-2.0*nu);
00316
00317 d[0][0]=s*(1-nu); d[0][1]=s*nu; d[0][2]=d[0][1];
00318 d[1][0]=d[0][1]; d[1][1]=d[0][0]; d[1][2]=d[0][1];
00319 d[2][0]=d[0][1]; d[2][1]=d[0][1]; d[2][2]=d[0][0];
00320
00321 d[3][3]=g;
00322
00323 }
00324
00325
00326
00327
00328
00329
00330
00331
00332
00333
00334
00335
00336
00337
00338 void elastisomat::matstiff_platek (matrix &d)
00339 {
00340 double c,g;
00341
00342 fillm(0.0,d);
00343
00344 c = e/12.0/(1.0-nu*nu);
00345 g = e/2.0/(1.0+nu);
00346
00347 d[0][0]=c; d[0][1]=c*nu; d[0][2]=0.0;
00348 d[1][0]=d[0][1]; d[1][1]=c; d[1][2]=0.0;
00349 d[2][0]=0.0; d[2][1]=0.0; d[2][2]=g/12.0;
00350
00351 }
00352
00353
00354
00355
00356
00357
00358
00359
00360
00361
00362
00363
00364
00365
00366 void elastisomat::matstiff_plates (matrix &d)
00367 {
00368 double c,g;
00369
00370 fillm(0.0,d);
00371
00372 c = e/12.0/(1.0-nu*nu);
00373 g = e/2.0/(1.0+nu);
00374
00375 d[0][0]=c; d[0][1]=c*nu; d[0][2]=0.0;
00376 d[1][0]=d[0][1]; d[1][1]=c; d[1][2]=0.0;
00377 d[2][0]=0.0; d[2][1]=0.0; d[2][2]=g/12.0;
00378
00379 d[3][3]=g; d[4][4]=g;
00380 }
00381
00382
00383
00384
00385
00386
00387
00388
00389
00390
00391
00392 void elastisomat::matstiff_spacestr (matrix &d)
00393 {
00394 double g,s;
00395
00396 fillm(0.0,d);
00397
00398 g = e/2.0/(1.0+nu);
00399 s = e/(1.0+nu)/(1.0-2.0*nu);
00400
00401 d[0][0]=s*(1-nu); d[0][1]=s*nu; d[0][2]=s*nu;
00402 d[1][0]=d[0][1]; d[1][1]=d[0][0]; d[1][2]=d[0][1];
00403 d[2][0]=d[0][1]; d[2][1]=d[0][1]; d[2][2]=d[0][0];
00404
00405 d[3][3]=g; d[4][4]=g; d[5][5]=g;
00406 }
00407
00408
00409
00410
00411
00412
00413
00414
00415
00416
00417
00418
00419
00420
00421 void elastisomat::matcompl (matrix &c,strastrestate ssst)
00422 {
00423 switch (ssst){
00424 case bar:{
00425 matcompl_bar (c);
00426 break;
00427 }
00428 case plbeam:{
00429 matcompl_plbeam (c);
00430 break;
00431 }
00432 case planestress:{
00433 matcompl_plstress (c);
00434 break;
00435 }
00436 case planestrain:{
00437 matcompl_plstrain (c);
00438 break;
00439 }
00440 case axisymm:{
00441 matcompl_axi (c);
00442 break;
00443 }
00444 case spacestress:{
00445 matcompl_spacestr (c);
00446 break;
00447 }
00448 default:{
00449 print_err("unknown number of components of stress tensor is required", __FILE__, __LINE__, __func__);
00450 }
00451 }
00452 }
00453
00454
00455
00456
00457
00458
00459
00460
00461
00462
00463
00464
00465
00466 void elastisomat::matcompl_bar (matrix &c)
00467 {
00468 c[0][0] = 1.0/e;
00469 }
00470
00471
00472
00473
00474
00475
00476
00477
00478
00479
00480
00481
00482
00483 void elastisomat::matcompl_plbeam (matrix &c)
00484 {
00485 c[0][0] = 1.0/e;
00486 c[1][1] = 2.0*(1.0+nu)/e;
00487 c[2][2] = 1.0/e;
00488 }
00489
00490
00491
00492
00493
00494
00495
00496
00497
00498
00499
00500
00501
00502 void elastisomat::matcompl_plstress (matrix &c)
00503 {
00504 fillm(0.0,c);
00505
00506 c[0][0] = 1.0/e; c[0][1] = -1.0*nu/e; c[0][2] = 0.0;
00507 c[1][0] = -1.0*nu/e; c[1][1] = 1.0/e; c[1][2] = 0.0;
00508 c[2][0] = 0.0; c[2][1] = 0.0; c[2][2] = 2.0*(1.0+nu)/e;
00509 }
00510
00511
00512
00513
00514
00515
00516
00517
00518
00519
00520
00521
00522
00523 void elastisomat::matcompl_plstrain (matrix &c)
00524 {
00525 double g;
00526
00527 fillm(0.0,c);
00528
00529 g = (1.0+nu)/e;
00530
00531 c[0][0] = g*(1.0-nu); c[0][1] = -1.0*g*nu; c[0][2] = 0.0;
00532 c[1][0] = -1.0*g*nu; c[1][1] = g*(1.0-nu); c[1][2] = 0.0;
00533 c[2][0] = 0.0; c[2][1] = 0.0; c[2][2] = 2.0*g;
00534 }
00535
00536
00537
00538
00539
00540
00541
00542
00543
00544
00545
00546
00547
00548 void elastisomat::matcompl_axi (matrix &c)
00549 {
00550 double g;
00551 fillm(0.0,c);
00552
00553 g = 2.0*(1.0+nu)/e;
00554
00555 c[0][0]=1.0/e; c[0][1]=-1.0*nu/e; c[0][2]=c[0][1]; c[0][3]=0.0;
00556 c[1][0]=c[0][1]; c[1][1]=c[0][0]; c[1][2]=c[0][1]; c[1][3]=0.0;
00557 c[2][0]=c[0][1]; c[2][1]=c[0][1]; c[2][2]=c[0][0]; c[2][3]=0.0;
00558
00559 c[3][0]=c[0][3]; c[3][1]=c[1][3]; c[3][2]=c[2][3]; c[3][3]=g;
00560 }
00561
00562
00563
00564
00565
00566
00567
00568
00569
00570
00571
00572
00573
00574 void elastisomat::matcompl_spacestr (matrix &c)
00575 {
00576 double g;
00577 fillm(0.0,c);
00578
00579 g = 2.0*(1.0+nu)/e;
00580
00581 c[0][0]=1.0/e; c[0][1]=-1.0*nu/e; c[0][2]=c[0][1];
00582 c[1][0]=c[0][1]; c[1][1]=c[0][0]; c[1][2]=c[0][1];
00583 c[2][0]=c[0][1]; c[2][1]=c[0][1]; c[2][2]=c[0][0];
00584
00585 c[3][3]=g; c[4][4]=g; c[5][5]=g;
00586 }
00587
00588
00589
00590
00591
00592
00593
00594
00595
00596
00597
00598
00599 void elastisomat::nlstresses (long ipp)
00600 {
00601 long i, n = Mm->ip[ipp].ncompstr;
00602 vector eps(n),sig(n);
00603 strastrestate ssst = Mm->ip[ipp].ssst;
00604 matrix d(n,n);
00605
00606
00607 for (i=0;i<n;i++){
00608 eps[i]=Mm->ip[ipp].strain[i];
00609 }
00610
00611 matstiff (d,ssst);
00612 mxv (d,eps,sig);
00613 if (Mm->ip[ipp].ssst == planestress)
00614 Mm->ip[ipp].strain[3] = -nu / (1.0 - nu) * (eps[0]+eps[1]);
00615
00616 for (i=0;i<n;i++){
00617 Mm->ip[ipp].stress[i]=sig[i];
00618 }
00619
00620 }
00621
00622
00623
00624
00625
00626
00627
00628
00629
00630
00631
00632
00633
00634 void elastisomat::changeparam (atsel &atm,vector &val)
00635 {
00636 long i;
00637
00638 for (i=0;i<atm.num;i++){
00639 switch (atm.atrib[i]){
00640 case 0:{
00641 e=val[i];
00642 break;
00643 }
00644 case 1:{
00645 nu=val[i];
00646 break;
00647 }
00648 default:{
00649 print_err("wrong number of atribute is required", __FILE__, __LINE__, __func__);
00650 }
00651 }
00652 }
00653 }