[U4.92.06] Procédure TEST_COMPOR

[U4.92.06] Procédure TEST_COMPOR
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default
Code_Aster
Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
Date : 25/09/2013 Page : 1/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
Procédure TEST_COMPOR
1
But
Cette macro-commande permet de tester les lois de comportement mécaniques du point de vue de la
robustesse et de la fiabilité :
•
•
dans le cas mécanique, le test met en œuvre une simulation d'un trajet de chargement multi-axial
sur un point matériel, dans le but de vérifier la robustesse de l'intégration numérique des
comportements testés, de leur insensibilité par rapport à un changement d'unités, de l'invariance
du résultat par rapport à une rotation globale appliquée au problème, la justesse de la matrice
tangente ;
dans le cas des variables de commandes (température, …) ce test vérifie la bonne prise en
compte des variables de commande dont dépendent les coefficients du modèle, ainsi que les
termes de déformation qui en résultent.
Manuel d'utilisation
Copyright 2015 EDF R&D - Document diffusé sous licence GNU FDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)
Fascicule u4.92 : Test
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Code_Aster
Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
2
Date : 25/09/2013 Page : 2/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
Syntaxe
TEST_COMPOR
◊
(
OPTION
/ 'THER',
[DEFAUT]
/ 'MECA',
COMPORTEMENT
=_F (voir le document [U4.51.11]),
♦
=
◊
NEWTON
=_F (
voir le document [U4.51.03]),
◊
CONVERGENCE
=_F (
voir le document [U4.51.03]),
si OPTION = 'THER'tion
♦
♦





◊
MATER
LIST_MATER
ALPHA
YOUNG
TEMP_INIT
TEMP_FIN
NB_VARI
SUPPORT
◊
◊
◊
◊
INST_FIN
VARI_TEST
D_SIGM_EPSI
C_PRAG
si OPTION = 'MECA'
♦ LIST_MATER
 POISSON
 YOUNG
◊ LIST_NPAS
◊ LIST_TOLE
◊ PREC_ZERO
◊ VARI_TEST
◊ SUPPORT
◊
◊
◊
◊
=
=
=
=
=
=
=
mater,
mater,
alpha,
young,
temp_init,
temp_fin,
nb_vari,
= /‘POINT’
/'ELEMENT'
= temp_fin,
= vari_test,
= d_sigm_epsi,
= c_prag,
=
=
=
=
=
=
=
mater,
poisson,
young,
list_npas,
list_tole,
prec_zero,
vari_test,
= /‘POINT’
/'ELEMENT'
MODELISATION = /‘3D’
/‘C_PLAN’
MASSIF
= /‘ANGL_REP’
/‘ANGL_EULER’
ANGLE
= angz,
VERI_MATR_OPTION =_F(
◊ VALE_PERT_RELA
=
◊ PRECISION
=
◊ PREC_ZERO
=
[mater]
[l_mater]
[fonction]
[fonction]
[R]
[R]
[I]
[DEFAUT]
[R]
[Kn]
[fonction]
[fonction]
[R]
[R]
[l_I]
[l_R]
[l_R]
[Kn]
[DEFAUT]
[DEFAUT]
[R]
[R]
[R]
[R]
[R]
[R]
),
◊
INFO =
/
/
1 ,
2 ,
[DEFAUT]
)
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Fascicule u4.92 : Test
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Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
Date : 25/09/2013 Page : 3/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
3
Opérandes
3.1
Mots-clés COMPORTEMENT/NEWTON/CONVERGENCE
La syntaxe de ces mots clés est décrite dans le document [U4.51.11].
3.2
OPTION='THER'
Test thermo-mécanique permettant de valider la prise en compte de la variation de température dans
les lois de comportement (cf. V6.07.108). Ces tests permettent de vérifier les deux points suivants :
•La dilatation thermique est bien calculée (avec prise en compte de la variation de la dilatation
thermique avec la température)
•La variation des coefficients matériau avec la température est correcte, en particulier dans la
résolution incrémentale du comportement.
Il s’agit d’une double simulation, la première en thermomécanique, la seconde en mécanique pure. La
première sera validée en comparaison de la seconde, en supposant bien sûr que le comportement
testé fournit une solution correcte en mécanique pure.
La première simulation (solution que l’on cherche à valider) consiste à appliquer une variation de
température sur un point matériel, en bloquant par exemple les déformations suivant x :  xx =0 .
La température imposée est croissante linéairement en fonction du temps.
La seconde simulation (qui doit être équivalente à la première) consiste à appliquer au même point
th
matériel une déformation imposée suivant x :  xx =− =−T T −T ref  , en mécanique pure.
En effet, pour tout comportement (en supposant la décomposition additive des déformations) :
 xx =E T  xx−th − pxx 
dans le premier cas,
 xx =E T 0−th − xxp  , et dans le second :  xx =E T − xxp  .
th
Il suffit donc, à chaque instant d’appliquer, pour le calcul mécanique,  xx =− =−T T −T ref  .
De plus, pour obtenir les mêmes résultats dans les deux cas, il est nécessaire, à chaque pas de temps
de la seconde simulation, d'effectuer le calcul mécanique pur avec des coefficients dont les valeurs
sont interpolées en fonction de la température à l'instant courant (opérande list_mater).
3.2.1
Opérande
♦
MATER
MATER =
mater,
Ce mot-clé permet de renseigner le nom du matériau (mater) défini par DEFI_MATERIAU [U4.43.01],
où sont fournis les paramètres nécessaires au comportement choisi, fonctions de la température.
3.2.2
Opérande
♦
LIST_MATER
LIST_MATER = list_mater,
Ce mot-clé permet de renseigner une liste de matériaux (list_mater), définis par DEFI_MATERIAU
[U4.43.01], dont les paramètres constants correspondent à ceux de mater, interpolés en fonction de
la température.
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Fascicule u4.92 : Test
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Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
3.2.3
Opérandes


Date : 25/09/2013 Page : 4/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
ALPHA / YOUNG
ALPHA
YOUNG
=
=
alpha,
young,
[fonction]
[fonction]
Ces mot-clés permettent de renseigner le module d'Young et le coefficient de dilatation thermique
fonctions de la température, afin de calculer les déformations thermiques et les contraintes
correspondantes.
3.2.4
Opérandes


◊
TEMP_INIT
TEMP_INIT
TEMP_FIN
INST_FIN
=
=
=
/ TEMP_FIN / INST_FIN
temp_init,
temp_fin,
temp_fin,
[R]
[R]
[R]
Ces mot-clés permettent de renseigner les températures initiale et finale, ainsi que l'intant final du
transitoire (correspondant à temp_fin), valant 1. par défaut.
3.2.5
Opérandes

◊
NB_VARI / VARI_TEST
NB_VARI
VARI_TEST
=
=
nb_vari,
vari_test,
[I]
[Kn]
Ces mot-clés permettent de renseigner le nombre de variables internes du comportement choisi, ainsi
que les variables internes à tester (par défaut, toutes les variables internes sont testées).
3.2.6
Opérandes
◊
◊
D_SIGM_EPSI / C_PRAG
D_SIGM_EPSI
C_PRAG
=
=
d_sigm_epsi,
c_prag,
[fonction]
[fonction]
Dans le cas particulier des comportements à écrouissage cinématique linéaire, ces mots clés
permettent de définir la pente d'écrouissage cinématique en fonction de la température. Cette pente
vaut :
• d_sigm_epsi pour le comportement VMIS_CINE_LINE,
• c_prag pour les comportements VMIS_ECMI_LINE, VMIS_ECMI_TRAC.
3.2.7
Opérande
◊
SUPPORT
SUPPORT
= /‘POINT’
/'ELEMENT'
[DEFAUT]
Voir [U4.51.12]
3.3
OPTION = 'MECA'
Test mécanique pur, qui met en œuvre une simulation d’un trajet de chargement en déformations en
un point matériel, c’est à dire sur un modèle tel que les états de contraintes et de déformations sont
homogènes à tout instant. Il permet ainsi de tester un certain nombre de modèles de comportement,
dans le but de vérifier la robustesse de leur intégration numérique, leur insensibilité par rapport à un
changement d’unités, l’invariance par rapport à une rotation globale appliquée au problème, la
justesse de la matrice tangente. Ce test procède, pour chaque modélisation, à une inter-comparaison
entre la solution de référence (obtenue avec un pas de temps très fin), la solution avec une
discrétisation moyennement grossière, la solution avec effet de la température (ou d’une autre
variable de commande), la solution en changeant le système d’unités ( Pa en MPa ), et celle
obtenue après rotation ou symétrie (voir le document [v6.07.101]).
3.3.1
Opérande
LIST_MATER
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Fascicule u4.92 : Test
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Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
♦
Date : 25/09/2013 Page : 5/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
LIST_MATER = list_mater,
Ce mot-clé permet de renseigner une liste de 2 matériaux (list_mater), définis par
DEFI_MATERIAU [U4.43.01], dont les paramètres constants sont évalués soit en Pa , soit en Mpa .
3.3.2
Opérandes


POISSON / YOUNG
POISSON
YOUNG
=
=
poisson,
young,
[R]
[R]
Ces mot-clés permettent de renseigner le module d'Young et le coefficient de Poisson.
3.3.3
Opérandes
◊
◊
LIST_NPAS / LIST_TOLE
LIST_NPAS
LIST_TOLE
=
=
list_npas,
list_tole,
[l_I]
[l_R]
Ces mot-clés permettent de renseigner la discrétisation en temps et les tolérances correspondantes.
Par défaut, list_npas=[1,1 ,1,1 , 1,5, 25] (4 problèmes “équivalents” avec la discretisation la plus
grossière, soit 1 incrément par segment de chargement, puis variation de la discrétisation : 1 puis 5
puis 25 incréments par segment).
Par défaut, list_tole=4×[1.E−10][1.E−1]2∗[1.E−2][1.E−8] . La précision requise
pour les problèmes équivalent est volontairement très petite (sinon il y a un risque de bug). Les
précisions suivantes sont plus lâches, puisque les comporements sont en général sensibles à la
discrétisation en temps. La denière valeur est la tolérance sur la matrice tangente.
3.3.4
Opérande
◊
PREC_ZERO
PREC_ZERO
=
prec_zero,
[l_R]
Ce mot-clé permettent de fournir un zéro “numérique” pour chaque variable testée, afin de calculer
une erreur relative significative. prec_zero a donc la même longueur que vari_test. Par défaut
cette liste vaut : 3×1.E−10 .
3.3.5
Opérande
◊
VARI_TEST
VARI_TEST
=
vari_test,
[Kn]
Liste des composantes testées, supposées invariantes dans les problème équivalents (rotation,
changement d'unité). Par défaut vari_test = ('V1',VMIS','TRACE').
3.3.6
Opérande
◊
SUPPORT
SUPPORT
= /‘POINT’
/'ELEMENT'
[DEFAUT]
Voir [U4.51.12]
3.3.7
Mot-clé
MODELISATION
Le mot-clé MODELISATION permet, dans le cas SUPPORT='ELEMENT', d'effectuer le calcul sur un
élément 3D ou sur un élément 2D, en contraintes planes. Il n'est pas disponible dans le cas
SUPPORT='POINT', car il suffit d'imposer une valeur nulle aux composantes correspondantes aux
contraintes planes ou aux déformations planes pour obtenir le même résultat.
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Fascicule u4.92 : Test
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Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
3.3.8
Date : 25/09/2013 Page : 6/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
Mot-clé ANGLE
Ce mot-clé permet de spécifier un angle (en degrés) pour effectuer une rotation d'ensemble autour de
Z appliquée à la fois au chargement, au maillage, et au dépouillement. Ceci permet surtout de
vérifier la fiabilité de l'intégration du comportement, comme dans les tests COMP001, COMP002.
Par défaut, la rotation est identiquement nulle.
Dans le cas de matériaux possédant une orientation intrinsèque (orthotropie, comportements
cristallins), il convient d'utiliser également le mot-clé MASSIF, avec une première valeur d'angle
identique à celle fournie sous ANGLE.
3.3.9
Mot-clés MASSIF
/ ANGL_EULER / ANGL_REP
Ces mot-clés permettent de définir une orientation intrinsèque au matériau (orthotropie,
comportements cristallins), et permettent de faire appel dans la macro-commande au mot-clé MASSIF
de AFFE_CARA_ELEM [U4.42.01] .
Par défaut, l'orientation est nulle, et on ne fait pas appel à AFFE_CARA_ELEM.
3.3.10 Mot-clés VERI_MATR_OPTION
Ce mot-clés sert à regrouper les opérandes qui gérent le comportement de TEST_COMPOR lors de la
vérification de la matrice tangente analytique avec celle obtenue par perturbation numérique.
3.3.11 Opérande VALE_PERT_RELA
◊ VALE_PERT_RELA
=
[R]
Permet de définir la valeur de la perturbation relative numérique qui intervient dans le calcul de la
matrice perturbée. Pour plus de détail se référer à [U4.51.11].
3.3.12 Opérande PRECISION
◊ PRECISION
=
[R]
L'opérande PRECISION permet de définir la valeur au dessus de laquelle on considére que la matrice
analytique et la matrice perturbée sont différentes.
3.3.13 Opérande PREC_ZERO
◊ PREC_ZERO
=
[R]
En dessous de PREC_ZERO, on ne compare pas les valeurs des termes de la matrice tangente. Cela
permet de gérer les situations où les termes de la matrice tangente perturbée sont très proches de
zéro.
3.4
Opérande INFO
Précise le détail des informations imprimées dans le fichier message.
En mode INFO=2, on imprime toutes les tables produites par SIMU_POINT_MAT.
4
Exemple
4.1
OPTION='MECA'
Voir les tests COMP001 [V6,07,101] , COMP002 [V6,07,102]
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Fascicule u4.92 : Test
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Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
Date : 25/09/2013 Page : 7/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
#unités en Pa
ACIER[0]=DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=YOUNG_Pa,
NU=POISSON,
ALPHA=11.8e-6),
ECRO_LINE=_F(D_SIGM_EPSI=pente_Pa,
SY=SY_Pa,),);
#unités en MPa
ACIER[1]=DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=YOUNG,
NU=POISSON,
ALPHA=11.8e-6),
ECRO_LINE=_F(D_SIGM_EPSI=pente,
SY=SY,),)
compor='VMIS_ISOT_LINE'
tabresu=TEST_COMPOR(OPTION='MECA',
COMPORTEMENT=_F(RELATION=compor,),
NEWTON=_F(REAC_ITER=1),
LIST_MATER=ACIER,
VARI_TEST=('V1','VMIS','TRACE'),
YOUNG=YOUNG,POISSON=POISSON,
)
4.2
OPTION='THER'
Voir les tests COMP008*
TREF = 0.
Tmax = 500.
YOUN=DEFI_FONCTION(NOM_PARA='TEMP',VALE=(TREF, 200000.,
Tmax, 100000.,
),);
ALPH=DEFI_FONCTION(NOM_PARA='TEMP',VALE=(TREF, 1.E-5,
Tmax, 2.E-5,
),);
SIGY=DEFI_FONCTION(NOM_PARA='TEMP',VALE=(TREF, 100.,
Tmax, 50.,
),);
DSDE=DEFI_FONCTION(NOM_PARA='TEMP',VALE=(TREF, 10000.,
Tmax, 5000.,
),);
MATERI=DEFI_MATERIAU(ELAS_FO=_F(E=YOUN, NU=ZERO,
TEMP_DEF_ALPHA=TREF,
ALPHA=ALPH,),
ECRO_LINE_FO=_F(D_SIGM_EPSI=DSDE,
SY=SIGY,),
);
LMAT2 = [None]*(NCAL)
time=0.
for i in range(NCAL):
timem = time
time = timem + tfin/NCAL
Ti = T0 + time /tfin * (Tmax - T0)
LMAT2[i]=DEFI_MATERIAU(ELAS =_F(E=YOUN(Ti),
NU=0.,
ALPHA=0.,),
ECRO_LINE=_F(D_SIGM_EPSI=DSDE(Ti),
SY=SIGY(Ti),),)
compor='VMIS_ISOT_LINE'
tabresu=TEST_COMPOR(
MATER=MATERI,COMPORTEMENT=_F(RELATION=compor),
LIST_MATER=LMAT2,ALPHA=ALPH,YOUNG=YOUN,TEMP_INIT=TREF,TEMP_FIN=Tmax,
Manuel d'utilisation
Copyright 2015 EDF R&D - Document diffusé sous licence GNU FDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)
Fascicule u4.92 : Test
Version
default
Code_Aster
Titre : Procédure TEST_COMPOR
Responsable : Mathieu COURTOIS
Date : 25/09/2013 Page : 8/8
Clé : U4.92.06
Révision : 11568
NEWTON=_F(REAC_ITER=1),
NB_VARI=2, VARI_TEST=('V1','V2'),
)
Manuel d'utilisation
Copyright 2015 EDF R&D - Document diffusé sous licence GNU FDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)
Fascicule u4.92 : Test
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